เทคโนโลยีการตรวจหามะเร็งบนชิปไมโครฟลูอิดิก

เทคโนโลยีการตรวจหามะเร็งบนชิปไมโครฟลูอิดิก

ประทับเวลา: 1 ตุลาคม 2022 5:00 น.
โหนดต้นทาง: 1853948
เทคโนโลยีการตรวจหามะเร็งด้วยไมโครฟลูอิดิกเมื่อคุณได้ยินคำว่ามะเร็ง มันทำให้เกิดความรู้สึกเศร้า ผู้ป่วยส่วนใหญ่คิดว่าถ้ามีโอกาสรอดชีวิตน้อยลง นับเป็นการเริ่มต้นนับถอยหลังสู่ความตาย คนส่วนใหญ่รู้เพียงวิธีการรักษาที่พบบ่อยที่สุด เช่น – เคมีบำบัดซึ่งใช้ยาเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง การฉายรังสีซึ่งใช้เพื่อทำลายเซลล์มะเร็งและทำลาย DNA ของเซลล์มะเร็งเพื่อหยุดการแบ่งตัวและการเจริญเติบโต และการผ่าตัดเพื่อเอาเนื้อเยื่อมะเร็งออก พวกเขานึกภาพผมร่วงและอยู่ในโรงพยาบาลเป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน แต่มะเร็งคืออะไรจริงๆ? มีทางรักษาไหม? โอกาสรอดมีแค่ไหน?

ตามสมาคมโรคมะเร็งแห่งแคนาดา มะเร็งทุกชนิดเริ่มต้นในเซลล์ของเรา เรามีเซลล์จำนวนมาก อันที่จริง มีเซลล์หลายล้านล้านเซลล์ที่รวมตัวกันเพื่อสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ เช่น กล้ามเนื้อ กระดูก ปอด ตับ และอื่นๆ ภายในเซลล์แต่ละเซลล์ ยีนของเราจะให้คำแนะนำแก่เซลล์ว่าจะเติบโต ทำงาน แบ่งตัวและตายเมื่อใด เซลล์ของเราปฏิบัติตามคำแนะนำเหล่านี้เพื่อให้เรามีสุขภาพดี อย่างไรก็ตาม เมื่อคำสั่งผสมกัน เซลล์ของเราจะเติบโตและแบ่งตัวออกจากการควบคุม เมื่อเซลล์ที่ผิดปกติเติบโตและแบ่งตัว พวกมันสามารถก่อตัวเป็นก้อนที่เรียกว่าเนื้องอกได้ เนื้องอกสามารถจำแนกได้ว่าไม่เป็นมะเร็งซึ่งอยู่ในที่เดียวและไม่แพร่กระจาย หรือเป็นมะเร็งและเติบโตเป็นเนื้อเยื่อข้างเคียงและแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกาย

มะเร็ง.ca นักวิจัยคาดการณ์ว่าจะมีผู้ป่วยมะเร็งรายใหม่ 233,900 รายและผู้เสียชีวิตด้วยโรคมะเร็ง 85,100 รายในแคนาดาในปี 2022 สถิติของแคนาดาบันทึกจำนวนผู้เสียชีวิตทั่วประเทศแคนาดา และโรคสำคัญที่ชาวแคนาดาเสียชีวิต สาเหตุสำคัญของการเสียชีวิต ได้แก่ มะเร็ง (28.2%) โรคหัวใจ (18.5%) และอื่นๆ (29.4%)  มะเร็ง.ca ขอแนะนำว่ามะเร็งในระยะแรกได้รับการวินิจฉัยและรักษา ผลลัพธ์ก็จะยิ่งดีขึ้น ดังนั้น การตรวจหามะเร็งตั้งแต่เนิ่นๆ จึงมีความสำคัญในการจัดการและรักษามะเร็ง

วิธีการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มแรกเรียกอีกอย่างว่า “การตรวจคัดกรองมะเร็ง” ซึ่งหมายความว่า การค้นหาเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่เป็นมะเร็งแม้ในกรณีที่ไม่มีอาการและวิธีใดๆ อาจรวมถึงการตรวจแมมโมแกรมประจำปี การตรวจแปปสเมียร์ และการตรวจลำไส้ใหญ่ ซึ่งอาจตรวจพบมะเร็งเต้านม มะเร็งปากมดลูก และมะเร็งลำไส้ใหญ่ในระยะเริ่มแรกได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการใหม่ๆ เช่น การทดสอบทางพันธุกรรม การทดสอบชิ้นเนื้อของเหลว เทคนิคการถ่ายภาพที่ได้รับการปรับปรุง และการวิเคราะห์เชิงคาดการณ์โดยอิงจากข้อมูลและจำนวนประชากรสูงจำเพาะนั้นพร้อมใช้งานแล้วและกำลังได้รับความสนใจ

แม้ว่าเทคโนโลยีดังกล่าวสำหรับการตรวจหาตั้งแต่เนิ่นๆ จะดี แต่ฉันเชื่อว่าจะดีกว่าถ้าเราสามารถตรวจหามะเร็งโดยใช้อุปกรณ์ที่ใช้งานง่ายและคล้ายกับเครื่องวัดระดับน้ำตาลในเลือดเพื่อติดตามระดับน้ำตาลในเลือด ผู้ป่วยสามารถใช้อุปกรณ์นี้ได้ที่บ้าน ที่ทำงานของแพทย์ หรือในโรงพยาบาล เพราะมันเรียบง่าย อาจมีราคาถูกพอสำหรับทุกคน

กลุ่มนักวิจัยมหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถแยกเซลล์มะเร็งแต่ละเซลล์ออกจากตัวอย่างเลือดของผู้ป่วยโดยใช้ไมโครฟลูอิดิกชิปตัวใหม่ที่แยกเซลล์มะเร็งออกจากเลือดครบส่วนหรือเลือดที่เจือจางน้อยที่สุด นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าวิธีการตรวจหาเซลล์มะเร็งที่ไหลเวียนอยู่ในเลือดในปัจจุบันนั้นมีราคาแพงและไม่สามารถเข้าถึงได้จากห้องปฏิบัติการวิจัยหรือโรงพยาบาลหลายแห่ง อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกใหม่มีราคาถูก และเนื่องจากไม่ต้องการการเตรียมตัวอย่างหรือการเจือจางมาก จึงใช้งานได้รวดเร็วและใช้งานง่าย อุปกรณ์แยกเซลล์ประเภทต่างๆ ในเลือดตามขนาด พวกเขารายงานว่าการแยกเซลล์เนื้องอกที่ไหลเวียนออกจากเลือดไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากเซลล์มีอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก สำหรับมะเร็งหลายชนิด เซลล์หมุนเวียนมีอยู่ที่ระดับเกือบ 1 ต่อ XNUMX พันล้านเซลล์เม็ดเลือด

นักวิจัยใช้เทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกเป็นทางเลือกแทนวิธีการตรวจหาเซลล์ในของเหลวแบบเดิมๆ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เครื่องหมายเพื่อจับเซลล์เป้าหมายขณะที่ลอยอยู่ หรือใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางกายภาพของเซลล์เป้าหมาย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นขนาด เพื่อแยกเซลล์ออกจากเซลล์อื่นๆ ที่มีอยู่ในของเหลว

อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้ได้ไม่เพียงแต่การแยกเซลล์เนื้องอกหมุนเวียน (CTCs) เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้สำหรับการวินิจฉัยระดับโมเลกุลสำหรับอาร์เอ็นเอและดีเอ็นเอ การศึกษาชีววิทยาเนื้องอกในช่องไมโครฟลูอิดิก และสำหรับการคัดกรองปริมาณงานสูง เช่น อาร์เรย์เซลล์สำหรับการตรวจคัดกรองยา การตรวจหาโปรตีนในเลือด และการดักจับเซลล์เดียว

ปัจจุบันเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกชนิดใดบ้างที่ใช้สำหรับการตรวจหาและวินิจฉัยมะเร็งในระยะเริ่มต้น ต่อไปนี้เป็นเทคนิคที่น่าสนใจที่อ้างถึงในการศึกษาต่างๆ

  1. การแยก การจับ และการระบุเซลล์เนื้องอกหมุนเวียน (CTC)
  2. ดีเอ็นเอไมโครอาร์เรย์
  3. การสร้างรูปแบบเซลล์บนชิปไมโครฟลูอิดิก
  4. การตรวจหาเซลล์มะเร็งโดยการวิเคราะห์การสะสมด้วยสนามแม่เหล็ก
  5. การคัดแยกเซลล์ด้วยแรงทางแสง
  6. เส้นเลือดฝอยเพื่อตรวจหาการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็ง
  7. การย้ายเซลล์มะเร็งบนชิป- การเคลื่อนที่ของเซลล์มะเร็ง
  8. การทดสอบโดยใช้เซลล์ไมโครฟลูอิดิกที่มีปริมาณงานสูง
  9. การทดสอบเซลล์แบบชิปสด
  10. การตรวจหาไบโอมาร์คเกอร์มะเร็งแบบมัลติเพล็กซ์
  11. หยดไมโครฟลูอิดิกส์สำหรับการคัดกรองเซลล์เดียว
  12. อาร์เรย์เซลล์เดียวสำหรับการตรวจคัดกรองยา
  13. การเพาะเลี้ยงเซลล์บนชิประยะยาว
  14. ว่าด้วยการศึกษาชีวะของเซลล์มะเร็ง

จนถึงปัจจุบัน เทคโนโลยีการตรวจหามะเร็งส่วนใหญ่ที่ใช้ไมโครฟลูอิดิกชิปยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยของมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัย บริษัทในระยะเริ่มต้นจำนวนหนึ่งได้เริ่มเกิดขึ้นและกำลังสร้างต้นแบบ อื่น ๆ อยู่ในการทดสอบทางคลินิก แม้ว่าจะมีศักยภาพมหาศาลในการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มแรก แต่ก็มีความท้าทายบางประการที่พบในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์ อุปสรรคต่อการประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์คือต้นทุนในการพัฒนา ปัญหาทางเทคนิคในการแปลการทดสอบเป็นชิปไมโครฟลูอิดิก ความสามารถในการทำซ้ำของการผลิตอุปกรณ์ และปัญหาในการผลิตที่เพิ่มขึ้น

ในแง่บวก ความท้าทายเหล่านี้สามารถเอาชนะได้ในเวลาไม่นาน ในอนาคตอันใกล้ อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกสำหรับการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มแรกถือเป็นชัยชนะที่ยิ่งใหญ่สำหรับมนุษยชาติในการต่อสู้กับโรคนี้ ควบคู่ไปกับการรักษาและการรักษาอื่นๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบัน

อ้างอิง:

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 เป็น แพทย์ปลาดาว ผู้จัดการไมโครฟลูอิดิกส์ ลอเรนโซมีประสบการณ์มากมายในการแปลจุดตรวจการดูแลเป็นคาร์ทริดจ์ไมโครฟลูอิดิก พอร์ตโฟลิโอไมโครฟลูอิดิกส์ของเขารวมถึงการพัฒนาเครื่องมือวัดหลายค่าสำหรับการวินิจฉัยทารกแรกเกิดที่ Chipcare



แชร์สิ่งนี้…

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก แพทย์ปลาดาว