Kreftdeteksjonsteknologier på mikrofluidiske brikker

Når du hører ordet kreft, fremkaller det triste følelser. De fleste pasienter tror at hvis de har det, har de mindre sjanse til å overleve, og det er starten på en nedtelling til døden. De fleste kjenner bare til de vanligste behandlingene som – kjemoterapi, som bruker medisiner for å drepe kreftceller, stråling som brukes til å ødelegge kreftceller og skade kreftcellens DNA for å slutte å dele seg og vokse, og kirurgi som fjerner kreftvevet. De forestiller seg å miste hår og være på sykehuset i uker eller måneder. Men hva er egentlig kreft? Finnes det en kur? Hva er sjansen for å overleve?

Ifølge Canadian Cancer Society starter alle typer kreft i cellene våre. Vi har mange celler, faktisk trillioner av celler som grupperer seg for å danne vev og organer som muskler, bein, lunger, lever og andre. Inne i hver celle gir genene våre instruksjoner til cellen om når den skal vokse, arbeide, dele seg og til og med dø. Cellene våre følger disse instruksjonene for å holde oss friske. Men når instruksjoner blandes sammen, vokser cellene våre og deler seg uten kontroll. Når den unormale cellen vokser og deler seg, kan de danne en klump som kalles en svulst. Tumorer kan klassifiseres som ikke-kreftfremkallende som forblir på ett sted og ikke sprer seg. Eller som kreft og vokse inn i nærliggende vev og spre seg til andre deler av kroppen.

Kreft.ca forskere estimerte at det ville være 233,900 85,100 nye krefttilfeller og 2022 28.2 kreftdødsfall i Canada i 18.5. Statistics Canada registrerer antall dødsfall over hele Canada - og de viktigste sykdommene som kanadiere dør av. De viktigste dødsårsakene inkluderer kreft (29.4 %), hjertesykdom (XNUMX %) og andre (XNUMX %).  Kreft.ca anbefaler at jo tidligere kreft blir diagnostisert og behandlet, desto bedre blir resultatet. Så tidlig oppdagelse er avgjørende for å håndtere og behandle kreft.

Metoder for tidlig oppdagelse er også kjent som "kreftscreening". Dette betyr at det å finne kreftceller eller vev selv i fravær av symptomer og metoder kan inkludere årlige mammografier, celleprøver og koloskopier som potensielt kan oppdage tidlige former for bryst-, livmorhals- og tykktarmskreft. Imidlertid er nyere metoder som genetisk testing, flytende biopsitest, forbedrede bildeteknikker og prediktiv analyse basert på data og spesifikke høye populasjoner nå tilgjengelige og får gjennomslag.

Selv om de ovennevnte teknologiene for tidlig oppdagelse er gode, tror jeg at det ville vært enda bedre om vi kunne oppdage kreft ved å bruke enkle og brukervennlige enheter som ligner på glukosemålere for å overvåke nivået av blodsukker. Pasienter kan bruke enheten hjemme, på legekontoret eller på sykehuset. Fordi det er enkelt, kan det også være billig nok for alle å bruke.

En gruppe universitetsforskere i USA utviklet en enhet som kan isolere individuelle kreftceller fra en pasients blodprøve ved å bruke en ny mikrofluidisk brikke som skiller kreftceller fra fullblod eller minimalt fortynnet blod. Forskerne bemerker at dagens metoder for å oppdage kreftceller som sirkulerer i blodet er dyre og er utenfor rekkevidde for mange forskningslaboratorier eller sykehus. Ifølge dem er den nye mikrofluidenheten billig, og fordi den ikke krever mye prøveforberedelser eller fortynning, er den rask og enkel å bruke. Enheten deres skiller ulike celletyper som finnes i blod etter deres størrelse. De rapporterer at det ikke er noen enkel oppgave å isolere sirkulerende tumorceller fra blodet, siden cellene er tilstede i ekstremt små mengder. For mange kreftformer er sirkulerende celler tilstede i nivåer nær én per 1 milliard blodceller.

Forskerne brukte mikrofluidisk teknologi som et alternativ til tradisjonelle metoder for celledeteksjon i væsker. Disse enhetene bruker enten markører for å fange målrettede celler når de flyter forbi, eller de drar fordel av de fysiske egenskapene til målrettede celler - hovedsakelig størrelse - for å skille dem fra andre celler som finnes i væsker.

Enheten deres kan brukes ikke bare for isolering av sirkulerende tumorceller (CTC), men også for molekylær diagnostikk for RNA og DNA, studie av tumorbiologi i mikrofluidiske kanaler og for screeninger med høy gjennomstrømming som cellearray for medikamentscreening, blodproteindeteksjon og enkeltcellefangst.

Hvilke mikrofluidteknologier brukes for øyeblikket for tidlig oppdagelse og diagnostikk av kreft? Følgende er de lovende teknikkene som er sitert i forskjellige studier.

1. Isolering, fangst og identifikasjon av sirkulerende tumorceller (CTC)
2. DNA mikro array
3. Cellemønster på mikrofluidiske brikker
4. Påvisning av kreftceller ved magnetisk avsetningsanalyse
5. Cellesortering etter optisk kraft
6. Kapillærelektroforese for å oppdage kreftrelaterte mutasjoner
7. Kreftcellemigrasjon på chip-bevegelse av kreftceller
8. Mikrofluidcellebaserte analyser med høy gjennomstrømning
9. Live cell assay på brikke
10. Multipleks påvisning av kreftbiomarkører
11. Dråpemikrofluidikk for enkeltcellescreeninger
12. Enkeltcellearrayer for medikamentscreening
13. Langsiktig on-chip cellekultur
14. På brikkestudie av kreftcellebiologi

Til dags dato er de fleste kreftdeteksjonsteknologier som bruker mikrofluidiske brikker, fortsatt på forskningsstadiet ved universiteter og forskningsinstitusjoner. En rekke selskaper i tidlig fase har begynt å dukke opp og produserer prototyper. Andre er i klinisk testing. Selv om det er et stort potensiale for tidlig oppdagelse av kreft, er det noen iboende utfordringer under produktutviklingen. Hindringer for vellykket kommersialisering er kostnadene ved utvikling, tekniske problemer med å oversette analyser til mikrofluidiske brikker, repeterbarhet av enhetsproduksjon og problemer i oppskaleringsproduksjon.

På en positiv måte kan disse utfordringene overvinnes i løpet av et spørsmål om tid. I nær fremtid er mikrofluidiske enheter for tidlig oppdagelse av kreft en stor gevinst for menneskeheten når det gjelder å bekjempe sykdommen sammen med andre behandlinger og terapier som for tiden er tilgjengelige.

Referanse:

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 er den StarFish Medical Mikrofluidikksjef. Lorenzo har lang erfaring med å oversette behandlingspunktanalyser til mikrofluidkassetter. Hans mikrofluidikkportefølje inkluderer utvikling av et polyvalensinstrument for tidlig spedbarnsdiagnostikk hos Chipcare.



• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://starfishmedical.com/blog/cancer-detection-technologies-on-microfluidic-chips/