Исследователи разработали микрожидкостный зонд для выделения клеток, распространяющих рак

Выживаемость больных раком может упасть до десяти процентов или меньше во время метастазирования, распространения раковых клеток с образованием вторичных опухолей. Таким образом, крайне важно выявлять и лечить рак до появления метастазов или, по крайней мере, на его ранних стадиях. Для распространения рака клетки-мессенджеры, известные как циркулирующие опухолевые клетки или ЦКО, отрываются от исходной опухоли и проходят через кровоток, создавая вторичный рост. Команда исследователей под руководством доцента кафедры механической и биомедицинской инженерии и главного исследователя Нью-Йоркского университета Абу-Даби Мохаммада А. Qasaimeh разработали новую микрофлюидную систему, названную «Микрожидкостный зонд в елочку» (HB-MFP), которая эффективно выделяет как ЦКО, так и кластеры ЦОК из образцов крови онкологических больных для более простого и точного анализа.

В новом исследовании под названием «Микрожидкостный зонд в елочку для мультиплексного аффинного захвата циркулирующих опухолевых клеток простаты» Касайме и его команда представляют процесс создания инструмента HB-MFP, который использует различные типы молекул биопознавания для идентификации и выделения клеток из образцов крови. HB-MFP работает в открытой конфигурации без использования концепции закрытых каналов, что устраняет некоторые технические проблемы с классической микрофлюидикой. В результате HB-MFP является мобильным и сканирует субстрат захвата, украшенный различными рецепторами биораспознавания. Для аналогии HB-MFP работает как ручка, пишущая на доске под водой и бесконтактно, где чернила – это образец крови пациента, а доска – биофункциональный субстрат для захвата ЦОК.

В одном миллилитре образца крови пациента всего несколько ЦОК существуют в миллиардах здоровых красных и белых кровяных телец. Используя образцы крови рака простаты, HB-MFP эффективно изолировал ЦОК с количеством в диапазоне от всего 6 ЦКО / мл (пациенты с локализованным раком) до 280 ЦКО / мл (пациенты с метастатическим раком). Кроме того, кластеры ЦОК размером с группу из 50 ячеек были успешно арестованы. Эти новые результаты опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.

«Анализ количества, уровней экспрессии антигенов и размеров захваченных ЦОК потенциально может служить в качестве диагностического и прогностического инструмента для рака простаты», – прокомментировал Аюб Глия, первый автор и доктор философии.D. кандидат в Qasaimeh Group.

Физикальное обследование и измерение уровней простатического специфического антигена (ПСА) в сыворотке крови – два стандарта для раннего выявления рака простаты. Однако эти процедуры оказались неточными и инвазивными. Подходы жидкой биопсии, инструмент диагностики с использованием образцов крови, требует небольших объемов образцов и обеспечивает высокую точность, что позволяет достичь более высокой чувствительности при более низких затратах.

«HB-MFP открывает путь для более эффективных жидких биопсий и может быть адаптирован к другим типам рака, таким как рак груди и рак легких, с помощью небольших настроек», – сказал Касайме. “Мы надеемся, что наша работа поможет сделать инструменты ранней диагностики более эффективными и точными.”