Американские исследователи разработали устройство «лаборатория-на-чипе», которое позволяет врачам быстрее, дешевле и менее инвазивно обнаруживать рак по капле крови или плазмы, что приводит к своевременному вмешательству и лучшему результату для пациентов. Также читайте – Рак: отказ от курения или других вредных привычек, этот геномный образец определяет ваш риск рака.
Читайте также – рак поджелудочной железы может подкрадываться незаметно: помните о симптомах для ранней диагностики и лечения
Лаборатория-на-чипе для анализа «жидкой биопсии» обнаруживает экзосомы – крошечные кусочки биологической информации, производимые опухолевыми клетками для стимуляции роста опухоли или метастазирования. Читайте также – COVID-19: плазменные струи могут убить новый коронавирус за секунды, говорится в исследовании
Ранее считалось, что экзосомы представляют собой «мешки для мусора», которые клетки используют для сброса нежелательного клеточного содержимого. Однако ученые поняли, что опухоли могут быть весьма полезны для посылки экзосом, упаковывающих молекулы, которые отражают биологические особенности родительских клеток.
Новая лаборатория на кристалле, разработанная командой под руководством Йонг Цзэна, доцента Канзасского университета, представляет собой метод трехмерной наноинженерии, который смешивает и распознает биологические элементы на основе рисунка в виде елочки, обычно встречающегося в природе.
Он гораздо более эффективно подталкивает экзосомы к чувствительной поверхности чипа в процессе, называемом «массопереносом».
«Когда частицы приближаются к поверхности сенсора, они разделяются небольшим промежутком жидкости, который создает увеличивающееся гидродинамическое сопротивление», – сказал Цзэн.
«Здесь мы разработали трехмерную нанопористую структуру в виде елочки, которая может сливать жидкость в этот зазор, чтобы привести частицы в твердый контакт с поверхностью, где зонды могут их распознать и уловить», – отметил он в статье, опубликованной в Журнал Nature Biomedical Engineering.
Чтобы разработать и протестировать новаторское микрофлюидное устройство, команда проверила конструкцию чипа на клинических образцах пациентов с раком яичников, обнаружив, что чип может обнаруживать наличие рака в крошечном количестве плазмы.
Новые микрофлюидные чипы также будут дешевле и проще в изготовлении, чем сопоставимые конструкции, что позволит пациентам проводить более широкие и менее дорогостоящие исследования.
По словам Цзэна, конструкция микрожидкостного чипа, доказанная на примере рака яичников, может быть полезна при обнаружении множества других заболеваний.
«Почти все клетки млекопитающих выделяют экзосомы, поэтому применение не ограничивается только раком яичников или каким-либо одним типом рака. Мы работаем с людьми, чтобы изучить нейродегенеративные заболевания, например, рак груди и колоректальный рак ».
