Технології виявлення раку на мікрофлюїдних чіпах

Технології виявлення раку на мікрофлюїдних чіпах

Мітка часу: 1 жовтня 2022 р., 5:00
Вихідний вузол: 1853948
Мікрофлюїдні технології виявлення ракуКоли ви чуєте слово рак, це викликає сумні почуття. Більшість пацієнтів думають, що якщо вони мають це, у них менше шансів вижити, і це початок зворотного відліку до смерті. Більшість людей знають лише про найпоширеніші методи лікування, такі як хіміотерапія, яка використовує ліки для знищення ракових клітин, опромінення, яке використовується для знищення ракових клітин і пошкодження ДНК ракових клітин, щоб зупинити поділ і ріст, і хірургічне втручання, яке видаляє ракові тканини. Вони уявляють собі втрату волосся та перебування в лікарні тижнями чи навіть місяцями. Але що таке рак насправді? Чи є ліки? Які шанси вижити?

За даними Канадського онкологічного товариства, усі види раку починаються в наших клітинах. У нас є багато клітин, насправді трильйони клітин, які групуються разом, щоб утворити тканини та органи, такі як м’язи, кістки, легені, печінка та інші. У кожній клітині наші гени дають інструкції клітині про те, коли рости, працювати, ділитися і навіть померти. Наші клітини дотримуються цих інструкцій, щоб ми були здоровими. Однак, коли інструкції плутаються, наші клітини ростуть і діляться безконтрольно. Коли аномальна клітина росте та ділиться, вона може утворити грудку, яка називається пухлиною. Пухлини можна класифікувати як неракові, які залишаються в одному місці і не поширюються. Або як рак і проростає в сусідні тканини та поширюється на інші частини тіла.

Cancer.ca дослідники підрахували, що у 233,900 році в Канаді буде 85,100 2022 нових випадків раку та 28.2 18.5 смертей від раку. Статистичне управління Канади фіксує кількість смертей по всій Канаді та основні захворювання, від яких помирають канадці. Основними причинами смерті є рак (29.4%), хвороби серця (XNUMX%) та інші (XNUMX%).  Cancer.ca стверджують, що чим раніше рак буде діагностовано та розпочато лікування, тим кращий буде результат. Таким чином, раннє виявлення має вирішальне значення для контролю та лікування раку.

Методи раннього виявлення також відомі як «скринінг раку». Це означає, що пошук ракових клітин або тканин навіть за відсутності будь-яких симптомів і методів може включати щорічні мамографії, мазки Папаніколау та колоноскопію, які потенційно можуть виявити ранню форму раку грудей, шийки матки та товстої кишки. Однак нові методи, такі як генетичне тестування, рідинна біопсія, вдосконалені методи візуалізації та прогнозна аналітика на основі даних і конкретних високих популяцій, тепер доступні та набувають популярності.

Незважаючи на те, що згадані вище технології раннього виявлення є хорошими, я вважаю, що було б ще краще, якби ми могли виявляти рак за допомогою простих і легких у використанні приладів, подібних до глюкометрів для контролю рівня цукру в крові. Пацієнти могли використовувати пристрій вдома, в кабінеті лікаря або в лікарні. Оскільки він простий, він також може бути досить дешевим для всіх.

Група університетських дослідників у США розробила пристрій, який може виділяти окремі ракові клітини із зразка крові пацієнта за допомогою нового мікрофлюїдного чіпа, який відокремлює ракові клітини від цільної або мінімально розведеної крові. Дослідники відзначають, що нинішні методи виявлення ракових клітин, що циркулюють у крові, є дорогими та недосяжними для багатьох дослідницьких лабораторій чи лікарень. За їхніми словами, новий мікрофлюїдний пристрій є дешевим і, оскільки він не вимагає багато підготовки зразків або розведення, він швидкий і простий у використанні. Їх пристрій розділяє різні типи клітин крові за їх розміром. Вони повідомляють, що виділення циркулюючих пухлинних клітин із крові непросте завдання, оскільки клітини присутні в надзвичайно малих кількостях. Для багатьох видів раку циркулюючі клітини присутні на рівнях, близьких до однієї на 1 мільярд клітин крові.

Дослідники використовували мікрофлюїдні технології як альтернативу традиційним методам виявлення клітин у рідинах. Ці пристрої або використовують маркери для захоплення цільових клітин, коли вони пропливають повз, або вони використовують переваги фізичних властивостей цільових клітин — головним чином розміру — щоб відокремити їх від інших клітин, присутніх у рідинах.

Їхній пристрій можна застосовувати не лише для ізоляції циркулюючих пухлинних клітин (CTC), але й для молекулярної діагностики РНК і ДНК, вивчення біології пухлини в мікрофлюїдних каналах і для високопродуктивного скринінгу, наприклад клітинного масиву для скринінгу ліків, виявлення білка крові і захоплення однієї клітини.

Які мікрофлюїдні технології зараз використовуються для раннього виявлення та діагностики раку? Нижче наведені багатообіцяючі методи, цитовані в різних дослідженнях.

  1. Виділення, захоплення та ідентифікація циркулюючих пухлинних клітин (CTC)
  2. Мікроматриця ДНК
  3. Формування клітинного візерунка на мікрофлюїдних чіпах
  4. Виявлення ракових клітин методом магнітного осадження
  5. Сортування клітин за оптичною силою
  6. Капілярний електрофорез для виявлення мутацій, пов'язаних з раком
  7. Міграція ракових клітин на чіпі - рух ракових клітин
  8. Високопродуктивні мікрофлюїдні клітинні аналізи
  9. Аналіз живих клітин на чіпі
  10. Мультиплексне виявлення біомаркерів раку
  11. Краплинна мікрофлюїдика для скринінгу окремих клітин
  12. Одноклітинні масиви для скринінгу ліків
  13. Тривала культура клітин на чіпі
  14. Дослідження біології ракових клітин на чіпі

На сьогоднішній день більшість технологій виявлення раку за допомогою мікрофлюїдних чіпів все ще знаходяться на стадії дослідження в університетах і дослідницьких установах. Почало з’являтися кілька компаній на ранній стадії, які створюють прототипи. Інші проходять клінічні випробування. Незважаючи на величезний потенціал для раннього виявлення раку, під час розробки продукту виникли певні проблеми. Перешкодами для успішної комерціалізації є вартість розробки, технічні проблеми з перекладом аналізів на мікрофлюїдні чіпи, повторюваність виробництва пристрою та проблеми масштабного виробництва.

Позитивним моментом є те, що ці проблеми можна подолати за короткий час. У найближчому майбутньому мікрофлюїдні пристрої для раннього виявлення раку стануть великою перемогою для людства в боротьбі з цією хворобою разом з іншими методами лікування та терапією, які зараз доступні.

Посилання:

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 Гутьєррес - це Starfish Medical Менеджер з мікрофлюїдики. Лоренцо має великий досвід перекладу аналізів точки догляду на мікрорідинні картриджі. Його портфоліо з мікрофлюїдики включає розробку полівалентного інструменту для ранньої діагностики немовлят у Chipcare.



Поділитися цим…

Часова мітка:

Більше від Starfish Medical