Công nghệ phát hiện ung thư trên chip microfluidic

Khi bạn nghe đến từ ung thư, nó gợi lên cảm giác buồn bã. Hầu hết bệnh nhân nghĩ rằng nếu họ mắc bệnh này, họ sẽ có ít cơ hội sống sót hơn và đó là thời điểm bắt đầu đếm ngược đến cái chết. Hầu hết mọi người chỉ biết đến các phương pháp điều trị phổ biến nhất chẳng hạn như – hóa trị, sử dụng thuốc để tiêu diệt tế bào ung thư, xạ trị được sử dụng để tiêu diệt tế bào ung thư và làm hỏng DNA của tế bào ung thư để ngừng phân chia và phát triển, và phẫu thuật loại bỏ các mô ung thư. Họ tưởng tượng mình bị rụng tóc và phải nằm viện hàng tuần, thậm chí hàng tháng. Nhưng ung thư thực sự là gì? Có cách chữa trị không? Cơ hội sống sót là gì?

Theo Hiệp hội Ung thư Canada, tất cả các loại ung thư đều bắt đầu từ tế bào của chúng ta. Trên thực tế, chúng ta có rất nhiều tế bào, hàng nghìn tỷ tế bào được nhóm lại với nhau để tạo thành các mô và cơ quan như cơ, xương, phổi, gan và các cơ quan khác. Bên trong mỗi tế bào, gen của chúng ta cung cấp hướng dẫn cho tế bào về thời điểm phát triển, hoạt động, phân chia và thậm chí là chết. Các tế bào của chúng tôi tuân theo các hướng dẫn này để giữ cho chúng tôi khỏe mạnh. Tuy nhiên, khi các hướng dẫn bị lẫn lộn, các tế bào của chúng ta sẽ phát triển và phân chia ngoài tầm kiểm soát. Khi tế bào bất thường phát triển và phân chia, chúng có thể tạo thành một cục gọi là khối u. Các khối u có thể được phân loại là không phải ung thư, nằm yên một chỗ và không lan rộng. Hoặc như ung thư và phát triển thành các mô lân cận và lây lan sang các bộ phận khác của cơ thể.

Ung thư.ca các nhà nghiên cứu ước tính rằng sẽ có 233,900 ca ung thư mới và 85,100 ca tử vong do ung thư ở Canada vào năm 2022. Cơ quan Thống kê Canada ghi nhận số ca tử vong trên khắp Canada — và những căn bệnh chính mà người Canada đang chết vì chúng. Các nguyên nhân gây tử vong hàng đầu bao gồm ung thư (28.2%), bệnh tim (18.5%) và các bệnh khác (29.4%).  Ung thư.ca khuyên rằng, ung thư được chẩn đoán và điều trị càng sớm thì kết quả càng tốt. Và vì vậy, phát hiện sớm là rất quan trọng trong việc quản lý và điều trị ung thư.

Phương pháp phát hiện sớm còn được gọi là “tầm soát ung thư”. Điều này có nghĩa là, việc tìm kiếm các tế bào hoặc mô ung thư ngay cả khi không có bất kỳ triệu chứng nào và các phương pháp có thể bao gồm chụp quang tuyến vú hàng năm, phết tế bào cổ tử cung và nội soi có khả năng phát hiện sớm dạng ung thư vú, cổ tử cung và ruột kết. Tuy nhiên, các phương pháp mới hơn như xét nghiệm di truyền, xét nghiệm sinh thiết lỏng, kỹ thuật hình ảnh cải tiến và phân tích dự đoán dựa trên dữ liệu và các quần thể cao cụ thể hiện đã có sẵn và đang thu hút sự chú ý.

Mặc dù các công nghệ phát hiện sớm nêu trên là tốt, nhưng tôi tin rằng sẽ tốt hơn nữa nếu chúng ta có thể phát hiện ung thư bằng các thiết bị đơn giản và dễ sử dụng tương tự như máy đo đường huyết để theo dõi lượng đường trong máu. Bệnh nhân có thể sử dụng thiết bị tại nhà, văn phòng bác sĩ hoặc trong bệnh viện. Bởi vì nó đơn giản, nó cũng có thể đủ rẻ để mọi người sử dụng.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại trường đại học ở Mỹ đã phát triển một thiết bị có thể cô lập các tế bào ung thư riêng lẻ từ mẫu máu của bệnh nhân bằng cách sử dụng một con chip vi lỏng mới để tách các tế bào ung thư khỏi máu toàn phần hoặc máu pha loãng tối thiểu. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng các phương pháp hiện tại để phát hiện các tế bào ung thư lưu thông trong máu rất tốn kém và nằm ngoài tầm với của nhiều phòng thí nghiệm nghiên cứu hoặc bệnh viện. Theo họ, thiết bị vi lỏng mới có giá rẻ và vì nó không yêu cầu nhiều công đoạn chuẩn bị hoặc pha loãng mẫu vật nên nó rất nhanh và dễ sử dụng. Thiết bị của họ phân tách các loại tế bào khác nhau được tìm thấy trong máu theo kích thước của chúng. Họ báo cáo rằng việc cô lập các tế bào khối u tuần hoàn từ máu không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, vì các tế bào này hiện diện với số lượng cực kỳ nhỏ. Đối với nhiều bệnh ung thư, các tế bào tuần hoàn hiện diện ở mức gần 1 trên XNUMX tỷ tế bào máu.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công nghệ vi lỏng như một giải pháp thay thế cho các phương pháp phát hiện tế bào truyền thống trong chất lỏng. Các thiết bị này sử dụng các điểm đánh dấu để chụp các ô được nhắm mục tiêu khi chúng trôi qua hoặc chúng tận dụng các đặc tính vật lý của các ô được nhắm mục tiêu — chủ yếu là kích thước — để tách chúng khỏi các ô khác có trong chất lỏng.

Thiết bị của họ không chỉ được áp dụng cho việc phân lập các tế bào khối u tuần hoàn (CTC) mà còn cho chẩn đoán phân tử RNA và DNA, nghiên cứu sinh học khối u trong các kênh vi lỏng và sàng lọc thông lượng cao như mảng tế bào để sàng lọc thuốc, phát hiện protein trong máu và chụp tế bào đơn.

Các công nghệ vi lỏng hiện đang được sử dụng để phát hiện và chẩn đoán sớm ung thư là gì? Sau đây là các kỹ thuật đầy hứa hẹn được trích dẫn trong các nghiên cứu khác nhau.

1. Phân lập, chụp và xác định các tế bào khối u tuần hoàn (CTC)
2. Mảng vi mô DNA
3. Tạo mẫu tế bào trên chip vi lỏng
4. Phát hiện tế bào ung thư bằng phân tích lắng đọng từ tính
5. Phân loại tế bào bằng lực quang học
6. Điện di mao quản để phát hiện các đột biến liên quan đến ung thư
7. Di chuyển tế bào ung thư trên con chip- di chuyển của tế bào ung thư
8. Xét nghiệm dựa trên tế bào vi lỏng thông lượng cao
9. Xét nghiệm tế bào sống trên chip
10. Phát hiện nhiều dấu ấn sinh học ung thư
11. Vi lỏng nhỏ giọt để sàng lọc tế bào đơn
12. Mảng tế bào đơn để sàng lọc thuốc
13. Nuôi cấy tế bào trên chip dài hạn
14. Nghiên cứu trên chip về sinh học tế bào ung thư

Cho đến nay, hầu hết các công nghệ phát hiện ung thư sử dụng chip vi lỏng vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu tại các trường đại học và viện nghiên cứu. Một số công ty giai đoạn đầu đã bắt đầu xuất hiện và đang tạo mẫu. Những người khác đang trong thử nghiệm lâm sàng. Mặc dù có tiềm năng rất lớn trong việc phát hiện ung thư sớm, vẫn có một số thách thức cố hữu gặp phải trong quá trình phát triển sản phẩm. Những rào cản để thương mại hóa thành công là chi phí phát triển, các vấn đề kỹ thuật trong việc dịch các thử nghiệm sang chip vi lỏng, tính lặp lại của sản phẩm thiết bị và các vấn đề trong sản xuất mở rộng quy mô.

Trên một lưu ý tích cực, những thách thức này có thể được khắc phục trong một vấn đề thời gian. Trong tương lai gần, các thiết bị vi lỏng để phát hiện ung thư sớm là một chiến thắng lớn cho nhân loại trong cuộc chiến chống lại căn bệnh này cùng với các phương pháp điều trị và liệu pháp khác hiện có.

Tham khảo:

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 là StarFish y tế Trình quản lý microfluidics. Lorenzo có nhiều kinh nghiệm trong việc dịch các xét nghiệm quan điểm chăm sóc sang hộp mực vi lỏng. Danh mục đầu tư microfluidics của anh ấy bao gồm việc phát triển một công cụ đa trị số để chẩn đoán sớm cho trẻ sơ sinh tại Chipcare.



• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://starfishmedical.com/blog/cancer-detection-technologies-on-microfluidic-chips/