Mikrofluidní zarízení umoznuje snadnejsí sber vzácných bunek

Prestoze dulezité informace pro diagnostiku a lécbu onemocnení mohou být získány oddelením komplexních smesí bunek, jako jsou ty, které se nacházejí ve vzorku krve, výzkumníci mozná potrebují prohledat miliardy dalsích bunek za úcelem shromazdování vzácných bunek, jako jsou fetální bunky, nádor bunek nebo kmenových bunek.
Sukant Mittal, postgraduální student v oddelení zdravotnických ved a technologií (HST) Harvard-MIT, vysvetluje:
"V podstate hledáte jehlu v sena."
Studie provedená Mittal a jeho týmem v MIT a Massachusetts General Hospital (MGH), publikovaná v casopise Biofyzikálního casopisu z 21. února, odhaluje, ze nová mikrofluidní zarízení muze být pouzita k izolaci cílových bunek podstatne rychleji nez soucasná zarízení. Tento typ zarízení by mohl být pouzit k personalizaci medicíny a mohl by být pouzit v aplikacích, jako je diagnostická diagnostika.
Dalsími výzkumníky jsou profesor William Deen, chemický inzenýr MIT, Mehment Toner, profesor biomedicínského inzenýrství v MGH, HMS a HST a Ian Wong, postdoktorka na MGH a Harvard Medical School (HMS).
Vedci pouzili nekolik metod pro trídení bunek na základe elektrických vlastností, hustoty a rozdílu ve velikosti. Vzhledem k tomu, ze se fyzikální vlastnosti bunek mohou znacne lisit, zpusobují tyto metody nesprávné oddelení bunek, coz vede k nesprávné diagnóze.
Protilátky, které se pripojují k specifickým molekulám na povrchu cílových bunek, jsou presnejsím zpusobem izolace bunek, i kdyz tato metoda funguje pouze v prípade, ze protilátky pricházejí do kontaktu s cílovými bunkami. Nicméne, jak se bunky pohybují pomerne rychle, je nepravdepodobné, ze se to stane.
Wong rekl:

"Predstavte si, ze stojíte na moste pres reku a vykládáte hlásku do láhve uprostred. Pokud se reka pohybuje pomalu, dokázali byste si predstavit, ze nakonec bude láhev prejízdet k nábrezí a nekdo muze ale reka tece prílis rychle, pak je láhev pohnutá po proudu, aniz by se blízila ke stranám. "

Tým, který se rozhodl tento problém vyresit, vysvetlil Wong:

"Muzeme rídit láhev smerem k brehu reky, aby mohla být chycena?"
Tým navrhl zarízení, které by rídilo tekutinu smerem ke dnu kanálu, jak proudí, aby se protilátky dostaly do kontaktu s bunkami. Dulezitou soucástí jejich zarízení je pouzití mekké membrány s póry nanometru, které oddelují dva prilehlé mikrokanály.

Bunky vstupují do jednoho konkrétního kanálu a pri pruchodu tímto kanálem se tekutina spolecne s bunkami rychle pritahuje k poréznímu delici. Prestoze tekutina muze vstoupit do druhého kanálu, bunky nemohou. Jakmile se bunky dostanou na povrch, zacnou se otácet dostatecne pomalým tempem, který jim umozní vázat protilátky a zachytit je, a presto se stále natácí dostatecne rychle, aby se ostatní bunky pohybovaly. Tento typ chování je srovnatelný s tím, jak se kmenové bunky nebo bílé krvinky selektivne "nacházejí" v oblastech infekce a zranení v tele.
Jednou z mozných aplikací techto zarízení je oddelení rakovinných bunek od pacientských vzorku krve. V predchozích studiích tým prokázal, ze pocet proudících nádorových bunek v krevním recisti koreluje s klinickou odpovedí na lécbu, kterou pacient obdrzí, coz naznacuje moznost personalizovat lécbu u jedincu trpících rakovinou.
Vysvetlení toneru:

"Znacná validace a testování bude zapotrebí predtím, nez bude toto zarízení v rané fázi nasazeno na klinice. Nicméne tento nový prístup muze umoznit vzrusující diagnostické a lécebné prílezitosti, které nejsou mozné vyuzívat stávajícími technologiemi."

Napsal Grace Rattue