טכנולוגיות גילוי סרטן על שבבים מיקרופלואידיים

טכנולוגיות גילוי סרטן על שבבים מיקרופלואידיים

חותמת זמן: 1 באוקטובר 2022 5:00
צומת המקור: 1853948
טכנולוגיות Microfluidic לזיהוי סרטןכשאתה שומע את המילה סרטן, זה מעלה רגשות עצובים. רוב החולים חושבים שאם יש להם את זה, יש להם פחות סיכוי לשרוד וזו תחילתה של ספירה לאחור למוות. רוב האנשים מכירים רק את הטיפולים הנפוצים ביותר כגון - כימותרפיה, המשתמשת בתרופות להרוג תאים סרטניים, קרינה המשמשת להשמדת תאים סרטניים ולפגיעה ב-DNA של תאים סרטניים כדי להפסיק להתחלק ולצמוח, וניתוח שמסיר את הרקמות הסרטניות. הם מדמיינים לאבד שיער ולהיות בבית החולים במשך שבועות או אפילו חודשים. אבל מה זה בעצם סרטן? האם יש תרופה? מה הסיכוי לשרוד?

על פי האגודה הקנדית לסרטן, כל סוגי הסרטן מתחילים בתאים שלנו. יש לנו המון תאים, למעשה, טריליוני תאים שהתקבצו יחד ליצירת רקמות ואיברים כמו שרירים, עצמות, ריאות, כבד ואחרים. בתוך כל תא, הגנים שלנו מספקים הנחיות לתא מתי לגדול, לעבוד, להתחלק ואפילו למות. התאים שלנו פועלים לפי ההוראות האלה כדי לשמור על בריאותנו. עם זאת, כאשר ההוראות מתערבבות, התאים שלנו גדלים ומתחלקים ללא שליטה. כאשר התא הלא תקין גדל ומתחלק, הם יכולים ליצור גוש הנקרא גידול. ניתן לסווג גידולים כלא סרטניים אשר נשארים במקום אחד ואינם מתפשטים. או כסרטני ולגדול לתוך רקמות סמוכות ולהתפשט לחלקים אחרים בגוף.

Cancer.ca חוקרים העריכו שיהיו 233,900 מקרי סרטן חדשים ו-85,100 מקרי מוות מסרטן בקנדה בשנת 2022. סטטיסטיקת קנדה מתעדת את מספר מקרי המוות ברחבי קנדה - ואת המחלות העיקריות שהקנדים מתים מהן. הסיבות המובילות למוות כוללות סרטן (28.2%), מחלות לב (18.5%) ואחרות (29.4%).  Cancer.ca לייעץ שככל שסרטן מאובחן ומטופל מוקדם יותר, כך התוצאה טובה יותר. ולכן, גילוי מוקדם הוא חיוני בניהול וטיפול בסרטן.

שיטות גילוי מוקדם ידועות גם בשם "סקר סרטן". משמעות הדבר היא, מציאת תאים או רקמות סרטניים גם בהיעדר תסמינים ושיטות כלשהן עשויה לכלול ממוגרפיה שנתית, בדיקת פאפ וקולונוסקופיה שיכולות לזהות צורה מוקדמת של סרטן השד, צוואר הרחם והמעי הגס. עם זאת, שיטות חדשות יותר כגון בדיקות גנטיות, בדיקת ביופסיה נוזלית, טכניקות הדמיה משופרות וניתוח חיזוי המבוסס על נתונים ואוכלוסיות גבוהות ספציפיות זמינות כעת וצוברות אחיזה.

למרות שהטכנולוגיות המוזכרות לעיל לגילוי מוקדם טובות, אני מאמין שיהיה אפילו טוב יותר אם נוכל לזהות סרטן באמצעות מכשירים פשוטים וקלים לשימוש הדומים למדדי גלוקוז לניטור רמת הסוכר בדם. מטופלים יכלו להשתמש במכשיר בבית, במשרדו של הרופא או בבית החולים. מכיוון שהוא פשוט, זה יכול להיות גם זול מספיק עבור כולם.

קבוצה של חוקרים אוניברסיטאות בארה"ב פיתחה מכשיר שיכול לבודד תאים סרטניים בודדים מדגימת דם של מטופל באמצעות שבב מיקרופלואידי חדש המפריד בין תאים סרטניים מדם מלא או דם בדילול מינימלי. החוקרים מציינים כי השיטות הקיימות כיום לאיתור תאים סרטניים שמסתובבים בדם יקרות ואינן בהישג ידן של מעבדות מחקר או בתי חולים רבים. לדבריהם, מכשיר המיקרופלואידי החדש זול ומכיוון שאינו דורש הרבה הכנות דגימות או דילול, הוא מהיר וקל לשימוש. המכשיר שלהם מפריד בין סוגי תאים שונים שנמצאים בדם לפי גודלם. הם מדווחים כי בידוד תאי גידול במחזור הדם מהדם אינו משימה קלה, שכן התאים נמצאים בכמויות קטנות ביותר. עבור סוגי סרטן רבים, תאים במחזור נמצאים ברמות הקרובות לאחד למיליארד תאי דם.

החוקרים השתמשו בטכנולוגיות מיקרופלואידיות כחלופה לשיטות מסורתיות לזיהוי תאים בנוזלים. מכשירים אלה משתמשים בסמנים כדי ללכוד תאים ממוקדים כשהם צפים לידם, או שהם מנצלים את התכונות הפיזיקליות של תאים ממוקדים - בעיקר גודל - כדי להפריד אותם מתאים אחרים הנמצאים בנוזלים.

ניתן ליישם את המכשיר שלהם לא רק לבידוד של תאי גידול במחזור (CTCs) אלא גם לאבחון מולקולרי של RNA ו-DNA, מחקר של ביולוגיה של גידולים בתעלות מיקרו-נוזליות ולהקרנות בתפוקה גבוהה כגון מערך תאים לבדיקת תרופות, זיהוי חלבון בדם ולכידת תא בודד.

מהן הטכנולוגיות המיקרופלואידיות שנמצאות כיום בשימוש לגילוי מוקדם של סרטן ואבחון? להלן הטכניקות המבטיחות שצוטטו במחקרים שונים.

  1. בידוד, לכידה וזיהוי של תאי גידול במחזור (CTC)
  2. מערך מיקרו DNA
  3. דפוס תאים על שבבים מיקרופלואידיים
  4. איתור תאים סרטניים על ידי ניתוח שקיעות מגנטיות
  5. מיון תאים לפי כוח אופטי
  6. אלקטרופורזה נימית לאיתור מוטציות הקשורות לסרטן
  7. נדידת תאי סרטן על שבב- תנועה של תאים סרטניים
  8. מבחני תאים מבוססי תפוקה גבוהה
  9. בדיקת תאים חיים על שבב
  10. זיהוי מרובה של סמנים ביולוגיים של סרטן
  11. מיקרונוזליות טיפות להקרנות של תא בודד
  12. מערכי תאים בודדים לבדיקת תרופות
  13. תרבית תאים על שבב לטווח ארוך
  14. מחקר על שבב של ביולוגיה של תאים סרטניים

עד כה, רוב טכנולוגיות גילוי הסרטן באמצעות שבבים מיקרופלואידיים עדיין נמצאות בשלב המחקר באוניברסיטאות ובמוסדות מחקר. מספר חברות בשלב מוקדם החלו לצוץ והן מייצרות אב טיפוס. אחרים נמצאים בבדיקות קליניות. למרות שקיים פוטנציאל עצום לגילוי מוקדם של סרטן, ישנם כמה אתגרים מובנה בהם נתקלים במהלך פיתוח המוצר. החסמים למסחור מוצלח הם עלות הפיתוח, בעיות טכניות בתרגום מבחני לשבבים מיקרופלואידיים, יכולת החזרה של תוצרת המכשיר ובעיות בייצור בקנה מידה.

בנימה חיובית, ניתן להתגבר על אתגרים אלו תוך זמן קצר. בעתיד הקרוב, מכשירים מיקרופלואידיים לגילוי מוקדם של סרטן הם ניצחון גדול עבור האנושות במלחמה במחלה יחד עם שאר הטיפולים והטיפולים הזמינים כיום.

התייחסות:

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

לורנצו גוטיירז הוא ה סטארפיש מדיקל מנהל מיקרופלואידיקה. ללורנצו ניסיון רב בתרגום מבחני טיפול לטיפול במחסניות מיקרופלואידיות. תיק המיקרופלואידיקות שלו כולל פיתוח מכשיר רב -valence לאבחון תינוקות מוקדם ב- Chipcare.



שתף זאת…

בול זמן:

עוד מ סטארפיש מדיקל