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Posted in | Nanomedicine | Nanofluidics

流通腫瘤細胞的水母有靈感的 Microfluidic 設備孤立

Published on November 14, 2012 at 7:23 AM

流通在患者的血液的腫瘤細胞可能產生關於腫瘤如何對處理起反應,并且什麼的很多信息藥物也許是有效它。 但是首先,這些少見細胞必須與在血樣找到的許多其他細胞被獲取和查出。

遊遍一個 microfluidic 設備的細胞可以由子線脫氧核糖核酸困住 (綠色)。 圖像: Suman Bose 和 Chong 沈

許多科學家在可能查出流通的腫瘤細胞的 microfluidic 設備現在從事 (CTCs),但是多數這些有二個主要限制: 它花費太很多時間處理足够量的血液,并且沒有好方式在他們的獲取以後提取分析的癌細胞。

從研究員的一個新的設備 MIT 和 Brigham 和婦女的醫院的克服那些阻礙。 啟發由水母的觸毛,這個小組用獲取在白血病細胞表面找到的特定蛋白質脫氧核糖核酸的長的子線塗一條 microfluidic 通道,當他們流。 使用此方法,研究員達到流速 10 個次高於現有的設備 - 足够请齋戒使系統實用為臨床使用。

使用此技術,描述在國家科學院的行動的本週的問題,醫生可能監控癌症患者確定他們的處理是否運作。

「如果您有可能分辨您的一個迅速測試是否隨著時間的推移有或多或少這些細胞,那將幫助監控療法級數,并且疾病的級數」,在波士頓關聯醫學教授說傑夫 Karp,中心的在哈佛醫學院和聯合負責人再生治療學在 Brigham 和婦女的醫院。

此種設備能也啟用個性化的處理: 一旦細胞與患者查出,醫生可能測試在他們的不同的藥物確定哪些最有效。

新技術增長出於在 Karp 的實驗室和那的協作 Rohit 之間 Karnik,在 MIT 的機械工程副教授。 本文的主要作者是 Weian 趙,一前面的 postdoc 在 Karp 的實驗室和現在一位助理教授在加州大學在爾灣; Cheryl Cui,健康科學技術哈佛 MIT 分部的一名研究生; 并且 Suman Bose,一名研究生在 Karnik 的實驗室。

脫氧核糖核酸 ` 觸毛』

CTCs 的編號在一名特殊患者的血液的一毫升查找了可能從一些範圍到數千。 要查出那些少見細胞,研究員設法建立 microfluidic 通道加點與抗體特定對在靶細胞找到的蛋白質。 然而,因為抗體只擴大十倍從通道的底層的毫微米,細胞獲取由抗體的是慢的。

要擴大獲取分子的伸手可及的距離, Karp 和 Karnik 的小組仿造水母觸毛,創建重複脫氧核糖核酸順序長的子線。 那些順序,叫作 aptamers,瞄準在白血病細胞的大數找到的蛋白質。

脫氧核糖核酸子線附有與一個人字形模式的微通道在其樓層上。 那些被仿造的土坎造成這滴血液打旋,當它流經通道,改進各自的細胞將進入與觸毛的聯絡,擴大數百微米到通道的機會。 這允許研究員增加血流的費率。

「什麼發生以高流速是細胞確實通常不接近於表面,并且它是非常富挑戰性獲取靶細胞」, Karnik 說。 「但是混合這個解決方法和帶領細胞的這些人字形凹線的此組合進入聯絡與表面,加上有非常突出到這個解決方法的 aptamers,啟用非常高獲取費率以非常高流速」。

在新的設備的流速高於報告的那些是 10 次的早先設備,并且這個系統可能獲取 60% 到 80% 的靶細胞。 在當前設計,評定 1 平方厘米,流速是每時數 1 毫升。 通過使設備更大,研究員說他們可能提高流速到 100 毫升血液每時數 - 足够请齋戒迅速地處理 10 - 到是需要的從一名單個患者獲得準確 CTC 計數的20 毫升範例。

由於 「觸毛」由脫氧核糖核酸製成,他們可能容易地劈開與酵素,釋放進一步的分析的被獲取的細胞。

彼得 Kuhn,在 Scripps 研究所的細胞生物學副教授,說此技術是有趣替代對獲取現有的途徑少見細胞,補充說,進一步測試是需要的驗證技術的有用性。

「此域需要少見細胞確定的許多不同的大道測試」, Kuhn 說。 「這些技術可能為學習在人的疾病提供關鍵支持因素」。

最低限度地入侵

獲取 CTCs 的設備可能為抽樣在確定癌症治療是否的骨髓提供更好的替代在白血病患者運作。

「如果一可能改進檢測區分在血液的,然後此途徑可能啟用從查出骨髓的一個轉移與查出血液,是較不入侵的,并且您能經常執行它。 它可能更改如何檢測殘餘的疾病」, Karp 的示例說。

「此技術秀麗是其通用性」,趙說。 「您能容易地修改脫氧核糖核酸鏈子的長度和密度; 您在脫氧核糖核酸能包括不同的順序獲取細胞的不同的類型」。

此功能做它可以在診所和研究實驗室寬廣地適用的平臺技術。 例如,另一種可能的應用獲取胎盤,是非常少見的在孕婦的血液。 分析這些細胞可能幫助醫生執行疾病的範圍的產前診斷測試使用比羊膜穿刺術較不入侵的途徑。

研究員在適應脫氧核糖核酸子線瞄準其他分子現在從事,例如在從固定的腫瘤撞出的細胞表面找到的感受器官。

來源: http://www.mit.edu/

Last Update: 14. November 2012 08:49

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