Posted in | Nanomedicine | Nanofluidics

Isolats Méduse Méduse de Dispositif de Microfluidic Diffusant des Cellules Tumorales

Published on November 14, 2012 at 7:23 AM

Les Cellules tumorales diffusant en circulation sanguine d'un patient peuvent fournir beaucoup d'information sur la façon dont une tumeur réagit à la demande de règlement et quels médicaments pourraient être plus pertinents contre elle. Mais d'abord, ces cellules rares doivent être capturées et isolées dans les nombreuses autres cellules trouvées dans une prise de sang.

Des Cellules se déplaçant par un dispositif microfluidic peuvent être enfermées par des brins d'ADN (vert). Image : Suman Bose et Chong Shen

Beaucoup de scientifiques travaillent maintenant aux dispositifs microfluidic qui peuvent isoler les cellules tumorales de diffusion (CTCs), mais les la plupart de ces derniers ont deux limitations importantes : Cela prend trop longtemps pour traiter une quantité suffisante de sang, et il n'y a aucune bonne voie d'extraire des cellules cancéreuses pour l'analyse après leur capture.

Un dispositif neuf des chercheurs au MIT et au Brigham et à l'Hôpital des Femmes surmonte ces obstacles. Inspiré par les tentacules d'une méduse, l'équipe a enduit un tunnel microfluidic des longs brins d'ADN qui saisissent les protéines particulières trouvées sur les surfaces des cellules de leucémie pendant qu'elles circulent par. Utilisant cette stratégie, les chercheurs ont réalisé des débits 10 dispositifs plus haut qu'existants de périodes - jeûnez assez pour rendre les systèmes pratiques pour l'utilisation clinique.

Utilisant cette technologie, décrite dans la délivrance de cette semaine des Démarches de l'Académie Nationale des Sciences, les médecins pourraient surveiller des malades du cancer pour déterminer si leur demande de règlement fonctionne.

« Si vous aviez un test rapide qui pourrait t'indiquer que s'il y a plus ou moins de ces cellules au fil du temps, cela aiderait à surveiller l'étape progressive du traitement et étape progressive de la maladie, » dit Jeff Karp, un professeur agrégé de médicament à la Faculté de Médecine de Harvard et codirecteur du Centre pour la Thérapeutique Régénératrice à Brigham et à Hôpital des Femmes à Boston.

Ce type d'appareil a pu également activer des demandes de règlement personnalisées : Une Fois Que des cellules sont isolées dans un patient, les médecins pourraient tester différents médicaments sur eux pour déterminer ce qui sont les plus pertinents.

La technologie neuve s'est développée hors d'une collaboration entre le laboratoire de Karp et celui de Rohit Karnik, un professeur agrégé de l'industrie mécanique au MIT. Les Auteurs importants du papier sont Weian Zhao, un postdoc ancien dans le laboratoire de Karp et maintenant un professeur adjoint à l'Université de Californie à Irvine ; Cheryl Cui, un étudiant de troisième cycle dans la Division Harvard-MIT des Sciences et Technologies de Santé ; et Suman Bose, un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire de Karnik.

Tentacules de ` d'ADN

Le numéro de CTCs a trouvé dans un millilitre du sang d'un patient particulier peut s'échelonner juste de quelques uns aux plusieurs milliers. Pour isoler ces cellules rares, les chercheurs ont essayé d'établir les tunnels microfluidic pointillés avec des anticorps particuliers à une protéine trouvée sur les cellules cibles. Cependant, parce que les anticorps étendent seulement des dizaines de nanomètres du bas du tunnel, la capture des cellules par les anticorps est lente.

Pour étendre l'extension des molécules de capture, l'équipe de Karp et de Karnik a imité les tentacules des méduses, produisant de longs torons de répéter des Séquences d'ADN. Ces séquences, connues sous le nom d'aptamers, visent une protéine trouvée dans de grands nombres sur des cellules de leucémie.

Les Brins d'ADN sont fixés à un microcanal avec une configuration en arête de poisson sur son étage. Ces arêtes modelées font tourbillonner le sang pendant qu'il traverse le tunnel, améliorant les occasions que les différentes cellules entreront en contact avec les tentacules, qui étendent des centaines de microns dans le tunnel. Ceci permet aux chercheurs d'augmenter les tarifs du flux sanguin.

« Normalement ce qui se produit aux débits élevés est les cellules ne viennent pas réellement près de la surface, et elle est très provocante pour capturer les cellules cibles, » Karnik dit. « Mais cette combinaison de ces incisions d'arête de hareng pour mélanger la solution et pour mettre les cellules en contact avec des surfaces, plus avoir des aptamers qui collent à l'extérieur dans la solution, active des tarifs très élevés de capture aux débits très élevés. »

Les débits Dans le dispositif neuf sont 10 fois plus haut que ceux enregistrés pour les dispositifs précédents, et le système peut capturer 60 à 80 pour cent des cellules cibles. Dans le modèle actuel, qui mesure 1 centimètre carré, le débit est de 1 millilitre par heure. En rendant le dispositif plus grand, les chercheurs disent qu'ils pourraient amplifier le débit à 100 millilitres de sang par heure - jeûnez assez pour traiter rapidement les 10 - aux échantillons de 20 millilitres qui seraient nécessaires pour obtenir un compte précis de CTC d'un patient individuel.

Puisque les « tentacules » sont faites en ADN, elles peuvent facilement être fendues avec des enzymes, libérant les cellules capturées pour l'analyse approfondie.

Peter Kuhn, un professeur agrégé de biologie cellulaire à l'Institut de Recherches de Scripps, dit que cette technologie est une alternative intéressante aux élans existants pour capturer les cellules rares, ajoutant que davantage de test est nécessaire pour valider l'utilité de la technologie.

« Cette zone a besoin de beaucoup de différentes avenues pour que l'identification de rare-cellule soit explorée, » Kuhn dit. « Ces technologies peuvent fournir les enablers principaux pour étudier la maladie chez l'homme. »

D'une Façon Minimum invasif

Les Dispositifs qui capturent CTCs pourraient offrir une meilleure alternative à échantillonner la moelle osseuse en déterminant si le traitement contre le cancer fonctionne dans un patient de leucémie.

« Si on pourrait améliorer la sensibilité de détection dans le sang, puis cet élan peut activer un passage d'isoler la moelle /courgette à isoler le sang, qui est beaucoup moins invasif et vous pouvez la faire plus souvent. Il pourrait changer le paradigme pour comment la maladie résiduelle est trouvée, » Karp dit.

« La beauté de cette technologie est sa souplesse, » Zhao dit. « Vous pouvez facilement modifier la longueur et la densité des réseaux d'ADN ; vous pouvez inclure différentes séquences dans l'ADN pour capturer différents types de cellules. »

Cette caractéristique technique lui effectue une technologie de plate-forme qui peut être grand appliquée dans la clinique et les laboratoires de recherche. Par exemple, une autre application possible capture les cellules foetales, qui sont très rares dans une circulation sanguine de femme enceinte. Analyser ces cellules pourrait aider des médecins à réaliser les tests diagnostique prénatals pour un domaine des maladies utilisant un élan qui est loin moins invasif que l'amniocentèse.

Les chercheurs travaillent maintenant à adapter les Brins d'ADN pour viser d'autres molécules, telles que des récepteurs trouvés sur les surfaces des cellules délogées des tumeurs solides.

Source : http://www.mit.edu/

Last Update: 14. November 2012 08:50

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit