Технологии обнаружения рака на микрожидкостных чипах

Технологии обнаружения рака на микрожидкостных чипах

Отметка времени: 1 октября 2022 г., 5:00
Исходный узел: 1853948
Обнаружение рака Микрожидкостные технологииКогда вы слышите слово «рак», оно вызывает в воображении грустные чувства. Большинство пациентов думают, что если они у них есть, у них меньше шансов выжить, и это начало обратного отсчета до смерти. Большинство людей знают только о наиболее распространенных методах лечения, таких как химиотерапия, при которой используются лекарства для уничтожения раковых клеток, радиация, которая используется для уничтожения раковых клеток и повреждения ДНК раковых клеток, чтобы остановить деление и рост, и хирургия, при которой удаляются раковые ткани. Они представляют себе потерю волос и пребывание в больнице в течение нескольких недель или даже месяцев. Но что такое рак на самом деле? Есть ли лекарство? Каков шанс выжить?

По данным Канадского онкологического общества, все виды рака начинаются в наших клетках. У нас есть множество клеток, на самом деле, триллионы клеток, которые сгруппированы вместе, чтобы сформировать ткани и органы, такие как мышцы, кости, легкие, печень и другие. Внутри каждой клетки наши гены дают клеткам инструкции о том, когда расти, работать, делиться и даже умирать. Наши клетки следуют этим инструкциям, чтобы сохранить наше здоровье. Однако, когда инструкции смешиваются, наши клетки бесконтрольно растут и делятся. Когда аномальная клетка растет и делится, она может образовать шишку, называемую опухолью. Опухоли можно классифицировать как нераковые, которые остаются в одном месте и не распространяются. Или как раковые и прорастают в близлежащие ткани и распространяются на другие части тела.

Рак.ca По оценкам исследователей, в 233,900 году в Канаде будет зарегистрировано 85,100 2022 новых случаев рака и 28.2 18.5 смертей от рака. Статистическое управление Канады регистрирует количество смертей в Канаде и основные заболевания, от которых умирают канадцы. Ведущими причинами смерти являются рак (29.4%), болезни сердца (XNUMX%) и другие (XNUMX%).  Рак.ca советуют, чем раньше рак диагностируется и лечится, тем лучше результат. Таким образом, раннее выявление имеет решающее значение для контроля и лечения рака.

Методы раннего обнаружения также известны как «скрининг рака». Это означает, что обнаружение раковых клеток или тканей даже при отсутствии каких-либо симптомов и методов может включать ежегодную маммографию, мазок Папаниколау и колоноскопию, которые потенциально могут выявить раннюю форму рака молочной железы, шейки матки и толстой кишки. Тем не менее, новые методы, такие как генетическое тестирование, жидкостная биопсия, усовершенствованные методы визуализации и прогностическая аналитика, основанные на данных и конкретных больших популяциях, теперь доступны и набирают обороты.

Несмотря на то, что вышеупомянутые технологии раннего выявления хороши, я считаю, что было бы еще лучше, если бы мы могли выявлять рак с помощью простых и удобных в использовании устройств, подобных глюкометрам, для контроля уровня сахара в крови. Пациенты могли использовать устройство дома, в кабинете врача или в больнице. Поскольку он прост, он также может быть достаточно дешевым для всех.

Группа университетских исследователей в США разработала устройство, которое может выделять отдельные раковые клетки из образца крови пациента с помощью нового микрожидкостного чипа, который отделяет раковые клетки от цельной крови или минимально разбавленной крови. Исследователи отмечают, что современные методы обнаружения раковых клеток, циркулирующих в крови, дороги и недоступны для многих исследовательских лабораторий или больниц. По их словам, новое микрожидкостное устройство дешево и, поскольку не требует тщательной подготовки или разбавления образцов, оно быстрое и простое в использовании. Их устройство разделяет различные типы клеток крови по их размеру. Они сообщают, что выделение циркулирующих опухолевых клеток из крови — непростая задача, поскольку клетки присутствуют в крайне малых количествах. При многих видах рака циркулирующие клетки присутствуют в количестве, близком к одной на 1 миллиард клеток крови.

Исследователи использовали микрожидкостные технологии в качестве альтернативы традиционным методам обнаружения клеток в жидкостях. Эти устройства либо используют маркеры для захвата целевых клеток, когда они проплывают мимо, либо используют физические свойства целевых клеток — в основном размер — чтобы отделить их от других клеток, присутствующих в жидкостях.

Их устройство можно применять не только для выделения циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК), но и для молекулярной диагностики РНК и ДНК, изучения биологии опухоли в микрожидкостных каналах и для высокопроизводительных скринингов, таких как массив клеток для скрининга лекарств, обнаружение белков крови. и захват одной клетки.

Какие микрофлюидные технологии в настоящее время используются для раннего выявления и диагностики рака? Ниже приведены многообещающие методы, упомянутые в различных исследованиях.

  1. Выделение, захват и идентификация циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК)
  2. ДНК-микрочип
  3. Создание клеточного паттерна на микрожидкостных чипах
  4. Обнаружение раковых клеток с помощью анализа магнитных отложений
  5. Сортировка клеток по оптической силе
  6. Капиллярный электрофорез для выявления мутаций, связанных с раком
  7. Миграция раковых клеток на чипе - перемещение раковых клеток
  8. Высокопроизводительные микрожидкостные клеточные анализы
  9. Анализ живых клеток на чипе
  10. Мультиплексное определение биомаркеров рака
  11. Капельная микрофлюидика для скрининга отдельных клеток
  12. Одноклеточные массивы для скрининга наркотиков
  13. Долговременная культура клеток на чипе
  14. Изучение биологии раковых клеток на чипе

На сегодняшний день большинство технологий обнаружения рака с использованием микрожидкостных чипов все еще находятся на стадии исследований в университетах и ​​научно-исследовательских институтах. Начали появляться и создавать прототипы несколько компаний на ранней стадии. Остальные проходят клинические испытания. Несмотря на то, что существует огромный потенциал для раннего выявления рака, при разработке продукта возникают определенные трудности. Препятствиями для успешной коммерциализации являются стоимость разработки, технические проблемы при переводе анализов на микрожидкостные чипы, повторяемость производства устройств и проблемы с масштабированием производства.

Положительным моментом является то, что эти проблемы можно преодолеть за короткое время. В ближайшем будущем микрофлюидные устройства для раннего выявления рака станут большой победой человечества в борьбе с болезнью наряду с другими доступными в настоящее время методами лечения.

Ссылка:

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

Лоренцо Гутьеррес Медицинская звезда Менеджер по микрофлюидике. Лоренцо имеет обширный опыт перевода анализов по месту оказания медицинской помощи на микрофлюидные картриджи. В его портфолио микрофлюидики входит разработка поливалентного инструмента для ранней диагностики младенцев в Chipcare.



Поделись этим…

Отметка времени:

Больше от Медицинская звезда