Cancerdetekteringsteknologier på mikrofluidchips

När man hör ordet cancer väcker det sorgliga känslor. De flesta patienter tror att om de har det har de mindre chans att överleva och det är början på en nedräkning till döden. De flesta känner bara till de vanligaste behandlingarna som – kemoterapi, som använder läkemedel för att döda cancerceller, strålning som används för att förstöra cancerceller och skada cancercellers DNA för att sluta dela sig och växa, och kirurgi som tar bort cancervävnaderna. De föreställer sig att tappa hår och vara på sjukhuset i veckor eller till och med månader. Men vad är cancer egentligen? Finns det ett botemedel? Vad är chansen att överleva?

Enligt Canadian Cancer Society börjar alla typer av cancer i våra celler. Vi har massor av celler, faktiskt biljoner celler som grupperas för att bilda vävnader och organ som muskler, skelett, lungor, lever och andra. Inuti varje cell ger våra gener instruktioner till cellen om när den ska växa, arbeta, dela sig och till och med dö. Våra celler följer dessa instruktioner för att hålla oss friska. Men när instruktionerna blandas ihop växer våra celler och delar sig okontrollerat. När den onormala cellen växer och delar sig kan de bilda en klump som kallas en tumör. Tumörer kan klassificeras som icke-cancerösa som stannar på ett ställe och inte sprider sig. Eller som cancer och växer in i närliggande vävnader och sprids till andra delar av kroppen.

Cancer.ca forskare uppskattade att det skulle finnas 233,900 85,100 nya cancerfall och 2022 28.2 dödsfall i cancer i Kanada år 18.5. Statistics Canada registrerar antalet dödsfall över hela Kanada - och de stora sjukdomar som kanadensare dör av. De vanligaste dödsorsakerna inkluderar cancer (29.4 %), hjärtsjukdomar (XNUMX %) och andra (XNUMX %).  Cancer.ca råd att ju tidigare cancer diagnostiseras och behandlas, desto bättre blir resultatet. Och så, tidig upptäckt är avgörande för att hantera och behandla cancer.

Metoder för tidig upptäckt är också kända som "cancerscreening". Detta innebär att hitta cancerceller eller vävnader även i frånvaro av några symtom och metoder kan innefatta årliga mammografi, cellprov och koloskopier som potentiellt kan upptäcka tidig form av bröst-, livmoderhalscancer och tjocktarmscancer. Men nyare metoder som genetisk testning, flytande biopsitest, förbättrade avbildningstekniker och prediktiv analys baserad på data och specifika höga populationer är nu tillgängliga och vinner dragkraft.

Även om de ovan nämnda teknikerna för tidig upptäckt är bra, tror jag att det skulle vara ännu bättre om vi kunde upptäcka cancer med enkla och lättanvända enheter som liknar glukosmätare för att övervaka blodsockernivån. Patienter kan använda enheten hemma, på läkarmottagningen eller på sjukhuset. Eftersom det är enkelt kan det också vara tillräckligt billigt för alla att använda.

En grupp universitetsforskare i USA utvecklade en enhet som kan isolera enskilda cancerceller från en patients blodprov med hjälp av ett nytt mikrofluidiskt chip som separerar cancerceller från helblod eller minimalt utspätt blod. Forskarna noterar att de nuvarande metoderna för att upptäcka cancerceller som cirkulerar i blodet är dyra och är utom räckhåll för många forskningslaboratorier eller sjukhus. Enligt dem är den nya mikrofluidikanordningen billig och eftersom den inte kräver mycket provförberedelser eller spädning är den snabb och enkel att använda. Deras enhet separerar olika celltyper som finns i blod efter deras storlek. De rapporterar att det inte är någon lätt uppgift att isolera cirkulerande tumörceller från blodet, eftersom cellerna finns i extremt små mängder. För många cancerformer finns cirkulerande celler i nivåer nära en per 1 miljard blodkroppar.

Forskarna använde mikrofluidisk teknologi som ett alternativ till traditionella metoder för celldetektion i vätskor. Dessa enheter använder antingen markörer för att fånga målceller när de flyter förbi, eller så drar de fördel av de fysiska egenskaperna hos målceller - främst storlek - för att separera dem från andra celler som finns i vätskor.

Deras enhet kan användas inte bara för isolering av cirkulerande tumörceller (CTC) utan också för molekylär diagnostik för RNA och DNA, studier av tumörbiologi i mikrofluidkanaler och för screeningar med hög genomströmning såsom celluppsättning för läkemedelsscreening, blodproteindetektion och encellsfångning.

Vilka är de mikrofluidteknologier som för närvarande används för tidig upptäckt och diagnostik av cancer? Följande är de lovande teknikerna som citeras i olika studier.

1. Isolering, infångning och identifiering av cirkulerande tumörceller (CTC)
2. DNA mikro array
3. Cellmönster på mikrofluidchips
4. Detektion av cancerceller genom magnetisk depositionsanalys
5. Cellsortering med optisk kraft
6. Kapillärelektrofores för att upptäcka cancerrelaterade mutationer
7. Cancercellmigrering på chip-rörelse av cancerceller
8. Mikrofluidcellbaserade analyser med hög genomströmning
9. På chip levande cell analys
10. Multiplex detektering av cancerbiomarkörer
11. Droppmikrofluidik för encellsscreeningar
12. Encellsmatriser för läkemedelsscreening
13. Långtidsodling på chip
14. På chip studie av cancercellbiologi

Hittills är de flesta cancerdetekteringsteknologier som använder mikrofluidchip fortfarande i forskningsstadiet vid universitet och forskningsinstitutioner. Ett antal företag i tidiga faser har börjat växa fram och gör prototyper. Andra är i kliniska tester. Även om det finns en enorm potential för tidig upptäckt av cancer, finns det vissa inneboende utmaningar under produktutvecklingen. Hinder för framgångsrik kommersialisering är kostnaden för utveckling, tekniska problem med att översätta analyser till mikrofluidiska chip, repeterbarhet av enhetsprodukter och problem i uppskalningsproduktion.

Positivt är att dessa utmaningar kan övervinnas på en tidsfråga. Inom en snar framtid är mikrofluidiska enheter för tidig upptäckt av cancer en stor vinst för mänskligheten i kampen mot sjukdomen tillsammans med andra behandlingar och terapier som för närvarande finns tillgängliga.

Referens:

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 är den StarFish Medical Microfluidics Manager. Lorenzo har lång erfarenhet av att översätta point of care-analyser till mikrofluidiska patroner. Hans portfölj med mikrofluidik inkluderar utveckling av ett polyvalensinstrument för tidig spädbarnsdiagnostik på Chipcare.



• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://starfishmedical.com/blog/cancer-detection-technologies-on-microfluidic-chips/