Микрофлюидное устройство изолирует кластеры циркулирующих опухолевых клеток

By LabMedica International staff writers
Posted on 30 Jul 2019

(A) и (B) – микрофотографии слоев устройства; (C) – пресс-форма, готовая к разливке, и (D) – чип, установленный на предметном стекле. Фото любезно предоставлено Государственным университетом Сан-Диего.

Тремя основными проблемами при лечении рака являются метастазы, рецидивы и приобретенная резистентность к терапии. Эти трудности оказались тесно связаны с кластерами циркулирующих раковых клеток.

Около 90% случаев смерти от рака связаны с метастазами, когда опухоли распространяются на другие жизненно важные органы. Недавно удалось выяснить, что не отдельные клетки, а отдельные кластеры раковых клеток циркулируют и метастазируют в другие органы.

Команда ученых во главе с Государственным университетом Сан-Диего (San Diego State University; Сан-Диего, штат Калифорния, США) показала, как можно оптимизировать хорошо известную конструкцию пассивного микромиксера (ступенчатый миксер с рисунком "ёлочкой" - staggered herringbone mixer (SHM)) для обеспечения максимальной хаотической адвекции в покрытых антителами каналах с размерами, подходящими для захвата кластеров раковых клеток. Принципиальная конструктивная конфигурация устройства получила название “одностенная ступенчатая ёлочка” (Single-Walled Staggered Herringbone - SWaSH).

Конструкция устройства использует 32 канала, каждый шириной 200 мкм и расстоянием между каналами 100 мкм, что увеличит доступную поверхность чипа до площади поперечного сечения примерно в 1,4 раза. Многочисленные моделирования были выполнены путем изменения различных свойств шаблона, таких как конфигурация канала и скорости потока, для оптимизации заданного взаимодействия клетки с поверхностью. Меченный Cy5 стрептавидин использовался для визуализации сшитого и функционализированного альгинатного гидрогелевого покрытия в микроканалах. Изображения были получены с использованием флуоресцентного микроскопа Zeiss 200M.

Ассистент-профессор и соавтор исследования Питер Терьете (Peter Teriete), доктор философии, сказал: "Конструкция канала нашего устройства должна была генерировать характеристики микрожидкостного потока, подходящие для облегчения захвата клеток посредством антител в покрытых каналах. Поэтому мы представили микроособенности, углубления в “ёлочку”, чтобы получить желаемую функциональность. Мы также разработали уникальное альгинатное гидрогелевое покрытие, которое можно легко связывать с антителами или другими биомолекулами. Соединяя биоинженерию с материаловедением и базовую биологию рака, мы смогли разработать устройство и доказать, что оно работает так, как нужно". Исследование было опубликовано 18 июня 2019 года в журнале AIP Advances.

Ссылки по теме:

Государственный университет Сан-Диего