У опухолевых клеток, изолированных от образцов крови, есть потенциал, чтобы коренным образом изменить лечение рака, позволяя врачам запланировать настроенное лечение, наблюдать генетические изменения и сигнализировать присутствие агрессивных клеток, которые, вероятно, распространят рак. Проблема состоит в том, что обращающиеся раковые клетки составляют всего один в миллиарде клеток крови, и не было хороших возможностей для того, чтобы точно захватить стволовые клетки рака, которые, как думают, особенно агрессивны и стойкий препарат.
«Вы не можете поместить коробку вокруг этих клеток», сказал Сунита Нэгрэт, адъюнкт-профессор Мичиганского университета химического машиностроения, который привел разработку чипа наряду с Максом Вичей, профессором Мэдлин и Сидни Форбса Oncology в Мичиганской Медицине. Вича – один из пионеров гипотезы стволовой клетки рака.
Стволовые клетки рака жидки в своей экспрессии гена, переходящей от подобных основе клеток, которые способны выживать в крови к более обычным типам клетки, которые лучше в росте и делении. Обычное планирование клетки, захватывая белки, которые, как известно, были на поверхности клетки, не работает хорошо.«Маркеры для них так сложны, нет никакого маркера, для которого мы могли быть нацелены для всех этих стадий», сказал Нэгрэт.Основанная на размере сортировка обходит эту проблему, но до лабиринта, эта техника была слишком неточна, чтобы использовать самостоятельно.
Обычный жареный картофель, с каналами спиральной формы, оставил каждую раковую клетку загрязненной тысячами других клеток – особенно лейкоциты.Лабиринт поет в припеве на спирали, сортируя содержание крови согласно размерам клеток, с меньшими лейкоцитами и эритроцитами, накапливающимися в различных частях жидкого канала. Много сил приведены в действие: на внутренней части кривой водовороты отодвигают частицы от стены.
Большие раковые клетки выдвинуты немного тяжелее, чем меньшие лейкоциты. В за пределами кривой, меньшие частицы чувствуют себя более оттянутыми к стене.Но инновации лабиринта – свое отважное количество углов.
«Большие клетки, как большинство раковых клеток, сосредотачиваются довольно быстро из-за искривления. Но чем меньший клетка, тем дольше она берет, чтобы быть сосредоточенной», сказал Нэгрэт. «Углы производят смесительное действие, которое заставляет меньшие лейкоциты близко подойти к положению равновесия намного быстрее».Извилистый маршрут также означал, что Эрик Лин, докторант U-M в химическом машиностроении и первый автор на бумаге в Клеточных системах, смог соответствовать 60 сантиметрам канала на чипе, который будет только содержать 10 сантиметров в спиральном расположении.
Кроме того, без потребности ждать раковых клеток, чтобы связать с ловушками или маркерами, кровоток через чип был очень быстр. Команда могла сократить количество лейкоцитов, загрязняющих образец раковой клетки к 10 разам только, управляя захваченной частью крови через второй чип лабиринта – процесс, который занял только пять дополнительных минут.Тысяча лейкоцитов, смешанных в приблизительно с 9 – 50 опухолевыми клетками, могла бы походить на много, но этот уровень загрязнения управляем в единственной аналитической лаборатории клетки.
Команда проанализировала отдельные клетки, чтобы исследовать, какие гены были активны – и какие мутации присутствовали – в раковых клетках.Посредством генетического профилирования команда могла выбрать клетки, которые были на пути к и от подобных основе государств, захватывая спектр стволовых клеток рака. Они проверили чип с образцами крови от больных раком молочной железы и поздней стадии поджелудочной железы.«Мы думаем, что это может быть способом контролировать пациентов в клинических испытаниях», сказал Вича. «Вместо того, чтобы просто считать клетки, захватывая их, мы можем выполнить молекулярный анализ, так знайте то, для чего мы можем быть нацелены с лечением».
В клиническом испытании Вичи, которым управляет Моника Бурнесс, лектор в гематологии и онкологии, чип лабиринта изолирует раковые клетки от крови пациентов с агрессивной формой рака молочной железы. Испытание занимается расследованиями, может ли лечение, блокирующее свободную сигнальную молекулу, названную интерлейкином 6, который помогает излечить раны, временно активируя взрослые стволовые клетки, сделать успехи против случаев рака молочной железы, которые не поддаются стандартному лечению.
Подозрение – то, что интерлейкин 6 позволяет стволовые клетки рака, таким образом, они ожидают видеть население подобных основе клеток в падении крови во время лечения.