미세유체 칩의 암 탐지 기술

암이라는 단어를 들으면 슬픈 감정을 불러일으킨다. 대부분의 환자들은 이 병에 걸리면 살 가능성이 적고 죽음을 향한 카운트다운의 시작이라고 생각한다. 대부분의 사람들은 약물을 사용하여 암세포를 죽이는 화학 요법, 암세포를 파괴하고 암세포의 DNA를 손상시켜 분열과 성장을 멈추게 하는 방사선, 그리고 암 조직을 제거하는 수술과 같은 가장 일반적인 치료법에 대해서만 알고 있습니다. 그들은 머리카락이 빠지고 몇 주 또는 심지어 몇 달 동안 병원에 있는 것을 상상합니다. 그러나 암이란 실제로 무엇입니까? 치료법이 있습니까? 생존 가능성은?

Canadian Cancer Society에 따르면 모든 유형의 암은 우리 세포에서 시작됩니다. 우리는 근육, 뼈, 폐, 간 등과 같은 조직과 기관을 형성하기 위해 함께 모여 있는 수조 개의 세포를 가지고 있습니다. 각 세포 내에서 우리의 유전자는 언제 성장하고, 일하고, 분열하고, 심지어 죽을 지에 대한 지시를 세포에 제공합니다. 우리의 세포는 우리를 건강하게 유지하기 위해 이 지침을 따릅니다. 그러나 지침이 뒤섞이면 우리의 세포는 통제할 수 없을 정도로 성장하고 분열합니다. 비정상 세포가 성장하고 분열할 때 종양이라는 덩어리를 형성할 수 있습니다. 종양은 한 곳에 머무르고 퍼지지 않는 비암성으로 분류될 수 있습니다. 또는 암이 되어 인근 조직으로 성장하여 신체의 다른 부위로 퍼집니다.

Cancer.ca 연구원들은 233,900년에 캐나다에서 85,100건의 새로운 암 사례와 2022건의 암 사망이 있을 것으로 추정했습니다. 캐나다 통계청은 캐나다 전역의 사망자 수와 캐나다인이 사망하는 주요 질병을 기록합니다. 주요 사망 원인은 암(28.2%), 심장병(18.5%) 및 기타(29.4%)입니다.  Cancer.ca 암을 조기에 진단하고 치료할수록 결과가 더 좋다고 조언합니다. 따라서 조기 발견은 암 관리 및 치료에 매우 중요합니다.

조기 발견 방법은 "암 스크리닝"으로도 알려져 있습니다. 즉, 증상이 없는 경우에도 암 세포 또는 조직을 찾는 방법에는 유방암, 자궁경부암 및 결장암의 초기 형태를 잠재적으로 발견할 수 있는 연간 유방조영상, 세포진 검사 및 대장내시경 검사가 포함될 수 있습니다. 그러나 유전자 검사, 액체 생검 검사, 향상된 영상 기술, 데이터 및 특정 높은 인구를 기반으로 한 예측 분석과 같은 새로운 방법이 현재 사용 가능하고 주목을 받고 있습니다.

위에서 언급한 조기 발견 기술도 좋지만 혈당 수치를 모니터링하는 혈당 측정기와 유사한 간단하고 사용하기 쉬운 장치를 사용하여 암을 발견할 수 있다면 더 좋을 것이라고 생각합니다. 환자는 집, 의사 사무실 또는 병원에서 장치를 사용할 수 있습니다. 단순하기 때문에 누구나 사용할 수 있을 만큼 저렴할 수도 있습니다.

미국 대학 연구팀이 전혈 또는 최소 희석 혈액에서 암세포를 분리하는 새로운 미세유체 칩을 이용해 환자의 혈액 샘플에서 개별 암세포를 분리할 수 있는 장치를 개발했다. 연구자들은 현재 혈액에서 순환하는 암세포를 탐지하는 방법은 비용이 많이 들고 많은 연구 실험실이나 병원에서 사용할 수 없는 방법이라고 지적합니다. 그들에 따르면 새로운 미세유체 장치는 값이 싸고 시료 준비나 희석이 많이 필요하지 않기 때문에 빠르고 사용하기 쉽다. 그들의 장치는 혈액에서 발견되는 다양한 세포 유형을 크기별로 분리합니다. 그들은 세포가 극히 소량으로 존재하기 때문에 혈액에서 순환하는 종양 세포를 분리하는 것이 쉬운 일이 아니라고 보고합니다. 많은 암에서 순환 세포는 1억 개의 혈액 세포당 XNUMX개에 가까운 수준으로 존재합니다.

연구원들은 유체에서 세포를 검출하는 전통적인 방법의 대안으로 미세유체 기술을 사용했습니다. 이러한 장치는 표식을 사용하여 떠다니는 표적 세포를 캡처하거나 표적 세포의 물리적 특성(주로 크기)을 이용하여 체액에 존재하는 다른 세포와 분리합니다.

그들의 장치는 순환 종양 세포(CTC)의 분리뿐만 아니라 RNA 및 DNA에 대한 분자 진단, 미세유체 채널에서 종양 생물학 연구 및 약물 스크리닝을 위한 세포 배열, 혈액 단백질 검출과 같은 높은 처리량 스크리닝에도 적용될 수 있습니다. 및 단일 세포 포획.

현재 암 조기 발견 및 진단에 사용되는 미세 유체 기술은 무엇입니까? 다음은 여러 연구에서 인용된 유망한 기술입니다.

1. 순환 종양 세포(CTC)의 분리, 포획 및 식별
2. DNA 마이크로 어레이
3. 미세 유체 칩의 세포 패터닝
4. 자기 증착 분석에 의한 암세포 검출
5. 광학력에 의한 세포 분류
6. 암 관련 돌연변이를 검출하기 위한 모세관 전기영동
7. 칩상의 암세포 이동 - 암세포의 이동
8. 고처리량 미세유체 세포 기반 분석
9. 온칩 라이브 셀 분석
10. 암 바이오마커의 다중 검출
11. 단일 세포 스크리닝을 위한 액적 미세유체
12. 약물 스크리닝을 위한 단일 세포 어레이
13. 장기 온칩 세포 배양
14. 암세포 생물학의 온칩 연구

현재까지 미세유체 칩을 이용한 암 진단 기술은 대부분 대학과 연구기관에서 연구 단계에 있다. 많은 초기 단계 회사들이 등장하기 시작했고 프로토타이핑을 하고 있습니다. 다른 사람들은 임상 테스트 중입니다. 암을 조기에 발견할 수 있는 잠재력이 크지만 제품 개발 중에 직면하게 되는 몇 가지 고유한 문제가 있습니다. 성공적인 상용화의 장애물은 개발 비용, 분석을 미세유체 칩으로 변환하는 데 따른 기술적 문제, 장치 생산의 반복성 및 스케일업 생산 문제입니다.

긍정적인 면에서 이러한 문제는 시간 문제로 극복할 수 있습니다. 가까운 미래에 조기 암 발견을 위한 미세유체 장치는 현재 이용 가능한 다른 치료법 및 요법과 함께 질병과 싸우는 인류에게 큰 승리가 될 것입니다.

참조 :

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

로렌조 구티에레스는 StarFish 의료 마이크로플루이딕스 매니저. Lorenzo는 현장 진단 분석을 미세 유체 카트리지로 번역한 광범위한 경험을 보유하고 있습니다. 그의 미세 유체 포트폴리오에는 Chipcare에서 조기 유아 진단을 위한 다가 기기 개발이 포함됩니다.



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• 출처: https://starfishmedical.com/blog/cancer-detection-technologies-on-microfluidic-chips/