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Posted in | Nanomedicine | Nanofluidics

流通肿瘤细胞的水母有灵感的 Microfluidic 设备孤立

Published on November 14, 2012 at 7:23 AM

流通在患者的血液的肿瘤细胞可能产生关于肿瘤如何对处理起反应,并且什么的很多信息药物也许是有效它。 但是首先,这些少见细胞必须与在血样找到的许多其他细胞被获取和查出。

游遍一个 microfluidic 设备的细胞可以由子线脱氧核糖核酸困住 (绿色)。 图象: Suman Bose 和 Chong 沈

许多科学家在可能查出流通的肿瘤细胞的 microfluidic 设备现在从事 (CTCs),但是多数这些有二个主要限制: 它花费太很多时间处理足够量的血液,并且没有好方式在他们的获取以后提取分析的癌细胞。

从研究员的一个新的设备 MIT 和 Brigham 和妇女的医院的克服那些阻碍。 启发由水母的触毛,这个小组用获取在白血病细胞表面找到的特定蛋白质脱氧核糖核酸的长的子线涂一条 microfluidic 通道,当他们流。 使用此方法,研究员达到流速 10 个次高于现有的设备 - 足够请斋戒使系统实用为临床使用。

使用此技术,描述在国家科学院的行动的本周的问题,医生可能监控癌症患者确定他们的处理是否运作。

“如果您有可能分辨您的一个迅速测试是否随着时间的推移有或多或少这些细胞,那将帮助监控疗法级数,并且疾病的级数”,在波士顿关联医学教授说杰夫 Karp,中心的在哈佛医学院和联合负责人再生治疗学在 Brigham 和妇女的医院。

此种设备能也启用个性化的处理: 一旦细胞与患者查出,医生可能测试在他们的不同的药物确定哪些最有效。

新技术增长出于在 Karp 的实验室和那的协作 Rohit 之间 Karnik,在 MIT 的机械工程副教授。 本文的主要作者是 Weian 赵,一前面的 postdoc 在 Karp 的实验室和现在一位助理教授在加州大学在尔湾; Cheryl Cui,健康科学技术哈佛 MIT 分部的一名研究生; 并且 Suman Bose,一名研究生在 Karnik 的实验室。

脱氧核糖核酸 ` 触毛’

CTCs 的编号在一名特殊患者的血液的一毫升查找了可能从一些范围到数千。 要查出那些少见细胞,研究员设法建立 microfluidic 通道加点与抗体特定对在靶细胞找到的蛋白质。 然而,因为抗体只扩大十倍从通道的底层的毫微米,细胞获取由抗体的是慢的。

要扩大获取分子的伸手可及的距离, Karp 和 Karnik 的小组仿造水母触毛,创建重复脱氧核糖核酸顺序长的子线。 那些顺序,叫作 aptamers,瞄准在白血病细胞的大数找到的蛋白质。

脱氧核糖核酸子线附有与一个人字形模式的微通道在其楼层上。 那些被仿造的土坎造成这滴血液打旋,当它流经通道,改进各自的细胞将进入与触毛的联络,扩大数百微米到通道的机会。 这允许研究员增加血流的费率。

“什么发生以高流速是细胞确实通常不接近于表面,并且它是非常富挑战性获取靶细胞”, Karnik 说。 “但是混合这个解决方法和带领细胞的这些人字形凹线的此组合进入联络与表面,加上有非常突出到这个解决方法的 aptamers,启用非常高获取费率以非常高流速”。

在新的设备的流速高于报告的那些是 10 次的早先设备,并且这个系统可能获取 60% 到 80% 的靶细胞。 在当前设计,评定 1 平方厘米,流速是每时数 1 毫升。 通过使设备更大,研究员说他们可能提高流速到 100 毫升血液每时数 - 足够请斋戒迅速地处理 10 - 到是需要的从一名单个患者获得准确 CTC 计数的20 毫升范例。

由于 “触毛”由脱氧核糖核酸制成,他们可能容易地劈开与酵素,释放进一步的分析的被获取的细胞。

彼得 Kuhn,在 Scripps 研究所的细胞生物学副教授,说此技术是有趣替代对获取现有的途径少见细胞,补充说,进一步测试是需要的验证技术的有用性。

“此域需要少见细胞确定的许多不同的大道测试”, Kuhn 说。 “这些技术可能为学习在人的疾病提供关键支持因素”。

最低限度地入侵

获取 CTCs 的设备可能为抽样在确定癌症治疗是否的骨髓提供更好的替代在白血病患者运作。

“如果一可能改进检测区分在血液的,然后此途径可能启用从查出骨髓的一个转移与查出血液,是较不入侵的,并且您能经常执行它。 它可能更改如何检测残余的疾病”, Karp 的示例说。

“此技术秀丽是其通用性”,赵说。 “您能容易地修改脱氧核糖核酸链子的长度和密度; 您在脱氧核糖核酸能包括不同的顺序获取细胞的不同的类型”。

此功能做它可以在诊所和研究实验室宽广地适用的平台技术。 例如,另一种可能的应用获取胎盘,是非常少见的在孕妇的血液。 分析这些细胞可能帮助医生执行疾病的范围的产前诊断测试使用比羊膜穿刺术较不入侵的途径。

研究员在适应脱氧核糖核酸子线瞄准其他分子现在从事,例如在从固定的肿瘤撞出的细胞表面找到的感受器官。

来源: http://www.mit.edu/

Last Update: 14. November 2012 08:48

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