循環腫瘍細胞は細胞のダメージを与えることなく癌患者の血液から分離されています。腫瘍細胞の単離は上皮マーカーに対する抗体に加えて、E-セレクチンの二分子表面を使用して行われます。ナノチューブのコーティングは、特に高い捕捉純度で得られた癌細胞の接着を促進する。
循環腫瘍細胞(CTC)、循環器系全体に原発腫瘍から普及し、最終的に遠隔サイトでの二次腫瘍を形成することができる細胞である。 CTC数が血液や疾患の重症度1のCTC濃度との相関関係に基づいて疾患の進行を追跡するために使うことができます。治療ツールとして、CTCは、パーソナライズされた治療法を開発するために実験室で研究することができます。この目的のために、CTCの分離がなく細胞の損傷、特に他の細胞型、白血球による汚染を引き起こしてはならない、できるだけ2として避けなければならない。 CTCの列挙のための唯一のFDA承認されたデバイスを含めて、現在の技術の多くは、(詳細については、文献[2]を参照してください)分離プロセスの一環としてCTCを破壊する。実行可能なCTCをキャプチャするためのマイクロ流体デバイスは、上皮マーカ3に対する抗体に加えて、E-セレクチン糖タンパク質で官能面で構成され、説明されています。デバイスの性能を向上させるマンスナノ粒子コーティングは、ハロイサイトナノチューブから成る粘土4から収穫アルミノケイ酸塩ナノ粒子を適用した。 E-セレクチン分子は、別のマイクロ流体デバイス上の利点は、より長い処理時間は、表面と相互作用するのに十分な時間と標的細胞を提供するために必要である請求貸す、デバイスを介してポンピングされる動きの速いCTCをキャプチャするための手段を提供します。上皮のターゲットに対する抗体は、デバイスにCTC特異性を提供するとともに、分離を調整するために容易に調整可能なパラメータを提供しています。最後に、ハロイサイトナノチューブのコーティングはタンパク質吸着のために表面積の増加を提供し、大幅に強化されたアイソレーションは動きの速い細胞をキャプチャするために支援することで、他の技術に比べて可能にし、混入白血球の3,4を撃退。このデバイスは、既製の材料を使って簡単な手法によって生成され、正常に転移の血液からがん細胞を捕捉するために使用されていますがんの患者さん。キャプチャされた細胞は、分離後に文化の中で、最大15日間維持し、これらのサンプルは、通常、各患者からの> 50%可能な主要な癌細胞で構成されています。さこのデバイスは、希薄化後の全血およびバフィーコートサンプルの両方から可能なCTCをキャプチャするために使用されています。最終的に、私たちはパーソナライズされた癌治療を開発するために臨床の現場で機能を持つ手法を提示します。
それはしばしば、新しいがん治療薬の発見の初期段階は、原発性癌細胞への不審な似ても似つかない癌細胞株は、まだ実験室での使用の容易さのために使用のままに利用する場合があります。主要なヒト癌細胞が早期に小説の研究で利用された場合は、新しいがん治療法の開発への研究が促進されるでしょう。 CTCは、癌細胞、血液中の彼らの存在のために、標準的な採血のしやすさの中で最も簡単にアクセスできるタイプです。さらに、循環腫瘍細胞が転移5,6の過程で必要なステップを表すので、新しい薬を標的とする疾患やユーティリティとの関連性は明らかである。 in vitroでの血液からCTCの分離は、その低濃度によって複雑にされています。百万ごとに白血球や赤血球億7あたり1つのオーダーで。唯一のFDA承認されたテクニックセルを含む、血液中のCTCを検出するための現在の方法の大部分は検索(Veridex)、損傷または列挙を超えての使用を排除し、検出プロセスで細胞を破壊する。上記の方法は、細胞の生存を危うくするので、がんについての将来の臨床研究のためにドアを開きません。無傷の細胞の回復がこの技術の目標であるとして、それは細胞が特に血液分離のステップの間に、注意して扱われることが不可欠です。
そのような癌の種類などの重要な特性に応じて改善された収率を達成するために変更することができ、このシステムの調整可能なパラメータの数があります。上記の手順では、我々は前立腺癌のサンプルを処理する場合を除き、すべてのがんのタイプのCTC固有の抗体としてEpCAMを使用するように選ばれた、前記抗PSMAが使用されています。癌特異的抗体の更なる置換は確かに個々の患者のためにパフォーマンスを向上させるために使用することができます。また、セレクチンおよび抗体の濃度は、キャプチャ8を高めるために変更することができます。
">デバイスの本質的な特徴は、表面にE-セレクチン分子の取り込みです。E-セレクチンは、通常、内皮細胞、炎症部位への高速移動白血球を募集するための関数の管腔表面に発現しています。流れる白血球を一時的にバインドするセレクチン分子、インテグリンによる内皮細胞への細胞のいずれか遅い方と強い結合を容易にし、低速回転動作が生じる。説得力のある実験的証拠は、CTCが同様のメカニズム9,10によって浸出することができた場合になりますが存在します。セレクチンを含めることもデバイスが大きい流量で運転することができ、それ以外の抗体11に結合することから細胞を妨げる率は。従って、私たちのデバイスは、生理的にbiomimetically細胞傷害を負わせずにCTCを流れるキャプチャするために静脈を模倣しています。エンハンスド·デバイスのパフォーマンスは、管腔表面にハロイサイトナノチューブコーティングの添加に起因することができますデバイスの。以前の研究では改良された機能を可能にするナノチューブコーティングの3つの主要コンポーネントがあることが示されている。最初に、ナノチューブのコーティングは、表面4の上に大きなタンパク質の沈着を考慮して、増加した表面積を提供します。第二に、ナノチューブのコーティングに原子間力顕微鏡を実行する際に我々は個々のナノチューブは、フローに表面から突出していることが決定した。これは、細胞が管4を介してキャプチャされ、以前の彼らの軌跡の表面に補充できるように、セレクチン分子が表面に上記のように多くの一つとして、ミクロンを提示することができます。最後に、ハロイサイトナノチューブのコーティングは、白血球の接着とCTC、したがってより大きな後続CTC純度3と共にキャプチャされた白血球の数を減らすことを可能にし、表面上の拡散を防止することができる。
The authors have nothing to disclose.
説明する作業は、国立がん研究所から受賞番号U54CA143876介して微小環境&転移にコーネルセンターによってサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも国立がん研究所や国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。この作品は、さらに国立科学財団大学院研究フェローシップ(ADH)によって一部で賄われていた。
Name of reagent | Company | Catalog Number |
300 um ID tubing | Braintree Scientific | MRE025 |
Larger tubing for connection to syringe | IDEX Health & Science | 1507L |
5mL syringe for pump | BD | 309603 |
Connector small to large tubing | IDEX Health & Science | P-770 |
Connector large tubing to syringe | IDEX Health & Science | F-120 and P-659 |
Syringe for microtube (3/10cc Insulin Syringe U-100 29G 1/2′) | BD | 309301 |
Accutase | MP Biomedicals LLC | 1000449 |
Ficol-Paque Plus | GE Healthcare Bio-Sciences AB | 17-1440-03 |
RBC Lysis Buffer (Buffer EL, 1000mL) | Qiagen | 1014614 |
Protein G, 5 mg | CalBiochem (calbiochem.com) | 539303 |
Human EpCAM/TROP-1 Antibody | R&D Systems | MAB960 |
PSMA Antibody (GCP-04) | abcam | ab66911 |
96 well plates (Microtest 96) | BD Falcon | 35-3072 |
Blotting Grade Blocker Non-Fat Dry Milk, 300g | Bio-Rad Laboratories | 216005508 |
Halloysite Nanotubes | NaturalNano | NN-HNT200 |
Calcium Carbonate, 5g | Aldrich Chemistry | 481807 |
rhE-Selectin/Fc Chimera, 100 ug | R&D Systems | 724-ES |
RPMI Medium 1640 | Gibco | 22400-089 |
DPBS | Gibco | 14190-095 |
Poly-L lysine 0.1% w/v in water | Sigma-Aldrich | P8920-100ML |
Sonic Dismembrator | Fisher Scientific | Model 100 |
Fetal Bovine Serum | Atlanta Biochemicals | S11056H |
Penicillin Streptomycin | Sigma Life Siiences | P0781 |