Vähi tuvastamise tehnoloogiad mikrofluidkiipidel

Kui kuuled sõna vähk, tekitab see kurbi tundeid. Enamik patsiente arvab, et kui neil see on, on neil vähem võimalusi ellu jääda ja see on surmani lugemise algus. Enamik inimesi teab ainult kõige levinumaid ravimeetodeid, nagu keemiaravi, mis kasutab vähirakkude hävitamiseks ravimeid, kiirgus, mida kasutatakse vähirakkude hävitamiseks ja vähirakkude DNA kahjustamiseks, et lõpetada jagunemine ja kasvamine, ning kirurgia, mis eemaldab vähikuded. Nad kujutavad ette juuste väljalangemist ja haiglas viibimist nädalaid või isegi kuid. Aga mis on vähk tegelikult? Kas on ravi? Mis on ellujäämise võimalus?

Kanada Vähiliidu andmetel saavad kõik vähitüübid alguse meie rakkudest. Meil on palju rakke, tegelikult triljoneid rakke, mis rühmituvad, moodustades kudesid ja elundeid, nagu lihased, luud, kopsud, maks ja muud. Iga raku sees annavad meie geenid rakule juhiseid selle kohta, millal kasvada, töötada, jaguneda ja isegi surra. Meie rakud järgivad neid juhiseid, et hoida meid tervena. Kui aga juhised segamini lähevad, kasvavad meie rakud ja jagunevad kontrollimatult. Kui ebanormaalne rakk kasvab ja jaguneb, võivad nad moodustada tüki, mida nimetatakse kasvajaks. Kasvajaid võib liigitada mittevähilisteks, mis püsivad ühes kohas ega levi. Või vähkkasvajatena ja kasvab lähedalasuvatesse kudedesse ja levib teistesse kehaosadesse.

Vähk.ca Teadlaste hinnangul on Kanadas 233,900. aastal 85,100 2022 uut vähijuhtu ja 28.2 18.5 vähisurma. Kanada statistikaamet registreerib surmajuhtumite arvu kogu Kanadas ja peamisi haigusi, millesse kanadalased surevad. Peamised surmapõhjused on vähk (29.4%), südamehaigused (XNUMX%) ja teised (XNUMX%).  Vähk.ca soovitavad, et mida varem vähk diagnoositakse ja ravitakse, seda parem on tulemus. Ja seega on varajane avastamine vähi juhtimisel ja ravimisel ülioluline.

Varajase avastamise meetodeid nimetatakse ka "vähi sõeluuringuks". See tähendab, et vähirakkude või -kudede leidmine isegi sümptomite ja meetodite puudumisel võib hõlmata iga-aastast mammogrammi, papi määrdumist ja kolonoskoopiat, mis võivad potentsiaalselt tuvastada rinna-, emakakaela- ja käärsoolevähi varaseid vorme. Uuemad meetodid, nagu geneetiline testimine, vedela biopsia test, täiustatud pildistamistehnikad ja andmetel ja konkreetsetel kõrgetel populatsioonidel põhinevad ennustavad analüüsid, on aga nüüd saadaval ja üha populaarsemad.

Kuigi ülaltoodud tehnoloogiad varajaseks avastamiseks on head, oleks minu arvates veelgi parem, kui saaksime vähki tuvastada lihtsate ja hõlpsasti kasutatavate glükomeetritega sarnaste seadmete abil veresuhkru taseme jälgimiseks. Patsiendid saavad seadet kasutada kodus, arsti kabinetis või haiglas. Kuna see on lihtne, võib see olla ka piisavalt odav, et kõik saaksid seda kasutada.

USA ülikoolide teadlaste rühm töötas välja seadme, mis suudab isoleerida üksikuid vähirakke patsiendi vereproovist, kasutades uut mikrofluidkiipi, mis eraldab vähirakud täisverest või minimaalselt lahjendatud verest. Teadlased märgivad, et praegused meetodid veres ringlevate vähirakkude tuvastamiseks on kallid ja paljudele uurimislaboritele või haiglatele kättesaamatud. Nende sõnul on uus mikrofluidiseade odav ning kuna see ei nõua palju proovide ettevalmistusi ega lahjendamist, on seda kiire ja lihtne kasutada. Nende seade eraldab erinevad veres leiduvad rakutüübid nende suuruse järgi. Nad teatavad, et ringlevate kasvajarakkude eraldamine verest ei ole lihtne ülesanne, kuna rakke on väga väikestes kogustes. Paljude vähivormide puhul on tsirkuleerivate rakkude sisaldus ligikaudu üks 1 miljardi vereraku kohta.

Teadlased kasutasid mikrofluiditehnoloogiaid alternatiivina traditsioonilistele rakkude tuvastamise meetoditele vedelikes. Need seadmed kasutavad kas markereid sihtrakkude hõivamiseks, kui need hõljuvad, või kasutavad ära sihtrakkude füüsikalisi omadusi – peamiselt suurust –, et eraldada need teistest vedelikes leiduvatest rakkudest.

Nende seadet saab kasutada mitte ainult tsirkuleerivate kasvajarakkude (CTC) isoleerimiseks, vaid ka RNA ja DNA molekulaardiagnostikaks, kasvajabioloogia uurimiseks mikrofluidikanalites ja suure läbilaskevõimega sõeluuringuteks, näiteks raku massiivi jaoks ravimite skriinimiseks, verevalkude tuvastamiseks. ja ühe raku püüdmine.

Milliseid mikrofluiditehnoloogiaid kasutatakse praegu vähi varajaseks avastamiseks ja diagnostikaks? Järgmised on erinevates uuringutes viidatud paljutõotavad tehnikad.

1. Tsirkuleerivate kasvajarakkude (CTC) eraldamine, püüdmine ja tuvastamine
2. DNA mikromassiiv
3. Rakkude muster mikrofluidkiipidel
4. Vähirakkude tuvastamine magnetsadete analüüsi abil
5. Rakkude sorteerimine optilise jõu järgi
6. Kapillaarelektroforees vähiga seotud mutatsioonide tuvastamiseks
7. Vähirakkude migratsioon kiibil – vähirakkude liikumine
8. Suure läbilaskevõimega mikrofluidsed rakupõhised testid
9. Kiibil elavate rakkude analüüs
10. Vähi biomarkerite mitmekordne tuvastamine
11. Piiskade mikrofluidika üksikute rakkude skriinimiseks
12. Ühe raku massiivid ravimite skriinimiseks
13. Pikaajaline kiibil olev rakukultuur
14. Vähirakkude bioloogia kiibiuuring

Praeguseks on enamik mikrofluidkiipe kasutavaid vähituvastustehnoloogiaid ülikoolides ja teadusasutustes veel uurimisjärgus. Mitmed varajases staadiumis ettevõtted on hakanud tekkima ja loovad prototüüpe. Teised on kliinilistes testides. Kuigi vähktõve varajaseks avastamiseks on tohutu potentsiaal, tuleb tootearenduse käigus kokku puutuda mõne loomupärase väljakutsega. Eduka kommertsialiseerimise takistused on arenduskulud, tehnilised probleemid analüüside mikrofluidkiipideks muutmisel, seadme toodangu korratavus ja probleemid tootmismahu suurendamisel.

Positiivne on see, et neist väljakutsetest saab mõne aja jooksul üle saada. Lähitulevikus on vähi varajaseks avastamiseks mõeldud mikrofluidiseadmed koos teiste praegu saadaolevate ravi- ja ravimeetoditega suureks võiduks inimkonnale haiguse vastu võitlemisel.

Viide:

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190225145635.htm
https://cancer.ca/en/cancer-information/what-is-cancer/how-cancer-starts-grows-and-spreads
https://cancer.ca/en/research/cancer-statistics/cancer-statistics-at-a-glance
https://www150.statcan.gc.ca/t1/tbl1/en/tv.action?pid=1310039401

Lorenzo Gutierrez on StarFish Medical Mikrofluidika juht. Lorenzol on laialdased kogemused hoolduskatsete tõlkimisel mikrofluidikassettidele. Tema mikrofluidika portfellis on mitmevalentsusinstrumendi väljatöötamine väikelaste varajaseks diagnostikaks Chipcare'is.



• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://starfishmedical.com/blog/cancer-detection-technologies-on-microfluidic-chips/