Лю, преподаватель и в биоинженерии и в машиностроении в Университете Лихай, находится на ранних стадиях тестирования его устройства в клиническом урегулировании – и результаты обещают.«Лаборатория Лю на чипе» известна его способности к не, только захватывают опухолевые клетки, циркулирующие в крови, но и «выпустить» те клетки также.
«Наше обращающееся устройство опухолевой клетки может выпустить опухолевую клетку, захваченную от образца крови, позволив единственный анализ клетки», говорит Лю. «Это могло использоваться, чтобы проверить эффективность лечения, определяя объем распространения опухолевых клеток. Проведение генетического тестирования на выпущенной единственной клетке могло также показать, метастазировала ли первичная опухоль, как метастазировал, у клеток есть уникальные генетические маркеры».Устройство могло также использоваться, чтобы проверить эффективность генотерапии рака.«Генетические тесты могли быть выполнены на выпущенном CTCs, указав, вызывает ли генотерапия изменения в экспрессии гена», говорит Лю.
Другими словами, такое тестирование могло помочь обнаружить, работает ли терапия или если другие методы должны быть исследованы.Лю представит некоторые из этих результатов сегодня, 18-го апреля, на конференции, проходящей в Стамбуле, Турция под названием будущее Медицины, принятой Королевской Академией наук International Trust (RASIT) и Университетом Bahcesehir. Лю представит по скайпу из его офиса в кампусе Университета Лихай в Вифлееме, Пенсильвания.
Устройство Лю – часть клинического испытания лекарственного препарата для меланомы и почечных раковых образований в Онкологическом институте Долины Lehigh. Финансирование для исследования было обеспечено Фондом Энди Дерра для Исследования Рака почек.
Цель состоит в том, чтобы собрать предварительные данные вокруг того, может ли устройство улучшить уход.Первая стадия испытания, которое включило анализ распространения опухолевых клеток от единственного взятия крови нескольких дюжин пациентов, продемонстрировала большой потенциал.
«Следующий шаг должен будет следить за несколькими пациентами в течение их лечения, беря несколько взятий крови, чтобы видеть, если данные, собранные микрожидкими коррелятами устройства с данными, которые их бригада врачей собирает через другие методы», говорит Лю.Лю и его команда готовятся ручаться, что затем ступают в течение следующих нескольких месяцев.
Магнетизм, ключ дизайна волнистого рисунка «елочкой» к успеху устройства CTCМикрожидкое устройство Лю достигает двух ключевых стандартов, по которым измерен успех устройств CTC: высоко захватите эффективность и высокую селективность. Эффективность захвата относится к проценту CTCs, который собирает устройство. Селективность имеет размеры, как хорошо она отклоняет нежелательные клетки, такие как эритроциты и лейкоциты.
Прямоугольный чип – меньший, чем несколько квадратных сантиметров и использующий всего несколько миллилитров крови – сделан из полимера PDMS. Главная особенность чипа – крошечный канал потока на иерархически разработанной подушке, которая оптимизирована, чтобы захватить опухолевые клетки от крови, текущей через нее.Используя микрожидкие принципы разработки, группа Лю спроектировала вихри в их устройстве, чтобы увеличить шанс, что опухолевые клетки столкнутся с поверхностью канала потока. Группа также устроила рябь в образце волнистого рисунка «елочкой», выравнивающем основание подушки захвата.
«Поверхность рисунка «елочкой» производит пассивный вихрь, который смешивает клетки и увеличивает шанс, что они столкнутся с подушкой захвата», говорит Лю. «Высокая селективность достигнута, сглаживая острый гофрированный образец рисунка «елочкой» в волнистый, помогая отфильтровать нежелательные клетки».Группа использует immunoaffinity – определенное химическое сродство между антителом и антигеном – чтобы заставить CTCs придерживаться устройства, в то время как нормальные клетки крови текут мимо. Они покрывают подушку слоем молекул прилипания антиэпителиальной клетки (anti-EpCAM) который связь с CTCs, но не с нормальными клетками.Лю и его команда недавно улучшили эффективность выпуска устройства – или ее способность позволить распространять опухолевые клетки, которые будут собраны для дальнейшего исследования.
Вместо того, чтобы постоянно внести частицы через immunoaffinity, anti-EpCAM покрыл магнитные микрочастицы, были пойманы в ловушку по необработанной поверхности PDMS внешним магнитным полем и были тогда выпущены, с готовностью удалив магнит для коллекции CTC. Результаты были изданы в журнале Lab на Чипе (Лаборатория на Чипе 17 (19), 3291-3299) в названной статье: «Магнитные частицы помогли захвату, и выпуск редких обращающихся опухолевых клеток, используя волнистый рисунок «елочкой» структурировал микрожидкие устройства».
По словам Лю, при оптимизированных условиях, эффективность захвата опухолевых клеток составляла целых 92% ± 2,8%. Эксперименты захвата были также выполнены на целых образцах крови, и эффективность захвата была в крупной шкале 81-95% при различных концентрациях опухолевой клетки.
Он говорит, что такой метод может потенциально использоваться для CTC, сортирующего от терпеливых образцов крови, контроля концентрации CTC, терапевтического руководства и выбора дозировки препарата и дальнейшего исследования опухолей, таких как показ препарата и мутации опухоли.Добавляет Лю: «С метастатическими раковыми образованиями, составляющими приблизительно 90% смертельных случаев от солидных опухолей, надежда состоит в том, что однажды устройство, которое может позволить анализ единственных опухолевых клеток, циркулирующих в крови, могло иметь большое значение в раннем диагнозе, обнаружении и контроле многочисленных типов рака, без инвазивных биопсий».