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Posted in | Nanomedicine | Nanofluidics

腫瘍のセルを循環するくらげ風の Microfluidic 装置隔離集団

Published on November 14, 2012 at 7:23 AM

患者の血流で循環する腫瘍のセルは腫瘍が処置にどのように答え、どんなのもたらす薬剤がそれに対してより有効であるかもしれませんか大量の情報をことができます。 しかし最初に、これらのまれなセルは血液サンプルで見つけられる多くの他のセルから捕獲され、隔離されなければなりません。

microfluidic 装置を移動するセルは DNA (緑) の繊維によって引っ掛けることができます。 画像: Suman Bose および Chong セン

多くの科学者は循環の腫瘍のセルを隔離できるがこれらのほとんどに 2 つの (CTCs)主要な限定があります microfluidic 装置に今取り組んでいます: それは十分血を処理するには余りに時間がかかり捕獲の後で分析のための癌細胞を得るよい方法がありません。

MIT および Brigham および女性の病院の研究者からの新しい装置はそれらの障害を克服します。 くらげの触手によって促されて、チームは白血病のセルの表面で見つけられる特定の蛋白質をつかむ DNA の長い繊維と流れると同時に microfluidic チャネルに塗りました。 この作戦を使用して、研究者は流動度を 10 の時高くより既存の装置達成しました - システムを臨床使用のために実用的にさせるには十分に絶食させて下さい。

今週の国家科学院の進行の問題で記述されているこの技術を使用して医者は彼らの処置が働いているかどうか定めるために癌患者を監視できます。

「これらのセルの一定時間にわたり多かれ少なかれあるかどうかわかることができる急速なテストがあったら、それは療法の進行の監察を助け、病気の進行」、ジェフ Karp をハーバード衛生学校のおよびボストンの Brigham そして女性の病院の再生 Therapeutics のための中心の助監督仲間の医学部教授言います。

このタイプの装置はまた個人化された処置を可能にすることができます: セルが患者から隔離されたら、医者は有能であるかどれが定めるためにそれらの異なった薬剤をテストしてもよい。

新技術は Karp の実験室と Rohit Karnik MIT の機械工学の助教授の、実験室間の共同から育ちました。 ペーパーの主執筆者はアーヴァインにカリフォルニア大学に Weian 肇、 Karp の実験室の前の postdoc および今助教授です; Cheryl Cui の健康の科学技術のハーバード MIT 部分の大学院生; そして Suman Bose の Karnik の実験室の大学院生。

DNA の ` の触手」

CTCs の番号はちょうど少数から数千まで特定の患者の血のミリリットルで及ぶことができます見つけました。 それらのまれなセルを隔離するためには、研究者は標的細胞で見つけられる蛋白質に特定の抗体と点を打たれる microfluidic チャネルを構築することを試みました。 ただし、抗体がチャネルの底からのナノメーターの 10 だけを拡張するので、抗体によるセルの捕獲は遅いです。

捕獲の分子の範囲を拡張するためには、 Karp および Karnik のチームは DNA シーケンスを繰り返すことの長い繊維を作成するくらげの触手をまねました。 aptamers として知られているそれらのシーケンスは白血病のセルの大きな割で見つけられる蛋白質を目標とします。

DNA の繊維は床のヘリンボンパターンが付いているマイクロチャンネルに接続します。 チャネルを貫流すると同時にそれらの模造された隆起部分により血は渦巻きます、個々のセルがチャネルに何百ものミクロンを拡張する、触手の接触に入って来るチャンスを改善します。 これは研究者が血の流れのレートを高めることを可能にします。

「ある起こる何が高い流動度で普通セルは表面の近くに実際に来ないし、標的細胞を捕獲するために非常に挑戦的です」と Karnik は言います。 「しかし解決を混合し、解決に突き出ている aptamers を持っていることと表面と接触にセルを、非常に高い流動度で持って来るこれらのヘリンボンの溝のこの組合せは、可能にします非常に高い捕獲のレートを」。

新しい装置の流動度は前の装置のための報告されるそれらの高く 10 倍であり、システムは標的細胞の 60% から 80% 捕獲できます。 1 平方センチメートルを測定する現在のモデルでは、流動度は 1 時間あたりの 1 ミリリットルです。 装置をより大きくさせることによって、研究者は言います 1 時間あたりの血の 100 ミリリットルに - 個々の患者から正確な CTC のカウントを得るために必要である 20 ミリリットルのサンプルに…流動度を - 急速に 10 を処理するには十分に絶食させて下さい後押しできることを。

「触手」が DNA から成っているので、それ以上の分析のための捕獲されたセルを解放する酵素と容易に裂くことができます。

この技術が技術の実用性を認可するためにそれ以上のテストが必要である付け加えるまれなセルを捕獲するあるアプローチへ興味深い代わりであることを、ピーター Kuhn は Scripps の研究所の細胞生物学の助教授言います。

「このフィールドまれセル識別のための多くの異なった道が探索されることを必要とします」はと Kuhn は言います。 「これらの技術人間の病気を調査するために主 enablers を提供できます」。は

最小限に侵略的

CTCs を捕獲する装置は癌治療が白血病の患者ではたらいているかどうかの決定の骨髄の見本抽出によりよい代わりを提供できます。

「1 つが血の検出の感度を改善できればそしてこのアプローチは大いにより少なく侵略的であり、あなたがより頻繁にそれをすることができる血の隔離への髄の隔離からの転移を可能にするかもしれません。 それは残りの病気はどのように検出されるか言いますと」、 Karp のための範例を変更できます。

「この技術の美多様性です」はと肇は言います。 「容易に DNA の鎖の長さそして密度を修正できます; DNA に異なったタイプのセルを捕獲するために異なったシーケンスを含めることができます」。

この機能はそれにクリニックおよび研究所で広く適用することができるプラットホームの技術をします。 例えば、別の可能なアプリケーションは妊婦の血流で非常にまれである胎児セルを捕獲しています。 これらのセルを分析することは医者が羊水穿刺よりずっとより少なく侵略的であるアプローチを使用して病気の範囲のための出生前の診断試験を行うのを助けることができます。

研究者は固体腫瘍からずれるセルの表面で見つけられる受容器のような他の分子を、目標とするために DNA の繊維の適応に今取り組んでいます。

ソース: http://www.mit.edu/

Last Update: 14. November 2012 08:51

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