Циркулирующих клеток опухоли, выделенных из крови больных раком, не причиняя повреждения клеток. Изоляция опухолевых клеток достигается с помощью бимолекулярной поверхности Е-селектина в дополнение к антителам против эпителиальных маркеров. Нанотрубок покрытие специально способствует адгезии раковых клеток приводит к высокой чистоты захвата.
Циркулирующих опухолевых клеток (КТК) являются клетки, которые распространяют от первичной опухоли всей кровеносной системы, и это может в конечном счете образуют вторичные опухоли в отдаленных районах. CTC счетчик может быть использован для следить прогрессирования заболевания на основе корреляции между концентрацией СТС в крови и тяжести заболевания 1. В лечении инструмент, СТС могут быть изучены в лаборатории для разработки персонализированных терапии. Для этого CTC изоляции должно вызывать никаких повреждения клеток и загрязнения других типов клеток, особенно лейкоцитов, следует избегать как можно больше 2. Многие из современных методов, в том числе единственный FDA утвержденных устройство для перечисления КТК уничтожить ТХМ в качестве части процесса изоляции (для получения дополнительной информации см.. 2). Микрофлюидных устройство для захвата жизнеспособной КТК описано, состоящая из поверхности с функциональными E-селектина гликопротеинов в дополнение к антителам против эпителиальных маркеров 3. Для повышения устройство perforОсвоив наночастиц покрытие было применено, состоящий из галлуазит нанотрубок, наночастиц алюмосиликатных собраны из глины 4. E-селектина, молекул обеспечивают средства для съемки быстродвижущихся СТС, поступающим через устройство, предоставляя преимущество по сравнению с альтернативными устройствами микрофлюидных которых больше время обработки, необходимые для обеспечения клетки-мишени достаточно времени, чтобы взаимодействовать с поверхностью. Антитела к эпителиальным цели обеспечить СТС-специфичность к устройству, а также обеспечить легко регулируемый параметр для настройки изоляции. Наконец, галлуазит покрытия нанотрубок позволяет значительно улучшена изоляция сравнению с другими технологиями, помогая захвата быстро движущихся клеток, обеспечивая увеличенную площадь поверхности для адсорбции белка, и отталкивает загрязнения лейкоциты 3,4. Это устройство производится простой метод использования с готовых материалов, а также успешно использоваться для захвата раковые клетки из крови метастатическогобольных раком. Захваченные клетки сохраняются на срок до 15 дней в культуре после изоляции, и эти образцы обычно состоят из> 50% жизнеспособных первичных раковых клеток каждого пациента. Данное устройство используется для получения жизнеспособных СТС с обеих разбавленных цельной крови и образцы лейкомассы. В конце концов, мы представляем технику с функциями в клинических условиях для разработки персонализированных методов лечения рака.
Это часто случается, что первые шаги в открытии нового терапии рака используют клеточные линии рака, которые несут сомнительные сходства с основной раковые клетки еще остаются в использовании за счет своей простоты использования в лаборатории. Исследования в области разработки новых методов лечения рака, будет ускорено, если первичные человеческие раковые клетки были использованы в начале нового исследования. КТК является наиболее легко доступных типов раковых клеток, в связи с их наличием в крови и удобство стандартного ничьей крови. Кроме того, циркулирующих опухолевых клеток представляют собой необходимый шаг в процессе метастазирования 5,6, так что их отношение к болезни и утилиты для ориентации новых лекарственных препаратов ясно. Выделение CTC из крови в пробирке осложняется низкой концентрацией: порядка одного на миллион лейкоцитов или один на миллиард эритроцитов 7. Большинство современных методов обнаружения КТК в крови, в том числе единственный FDA утвержденных техника Сотовые Поиск (Veridex), повреждения или уничтожения клеток в процессе обнаружения, исключающих использование за перечисление. Описанный выше метод не ставит под угрозу жизнеспособность клеток и таким образом открывает двери для будущих клинических исследований рака. Как восстановления целых клеток и является целью этой техники, важно, что клетки можно использовать с осторожностью, особенно во время шагов крови разделения.
Есть целый ряд настраиваемых параметров в этой системе, которые могут быть изменены, чтобы достичь повышения урожайности в зависимости от критических характеристик, таких как рак типа. В шаги, описанные выше, мы решили использовать в качестве EpCam СТС-специфических антител для всех типов рака исключением случаев, когда обработка образцов рака простаты, в котором анти-ПСМА был использован. Далее замены рака специфических антител, безусловно, может быть использована для повышения производительности для отдельных пациентов. Кроме того, селектина и концентрации антител может быть изменен для повышения захвата 8.
"> Существенной особенностью устройства является включение E-селектина, молекул на поверхности. E-селектина, как правило, выражается в просвете поверхности эндотелиальных клеток и функции набирать быстро движущихся лейкоцитов к участкам воспаления. Измельчитель лейкоциты связываются с временно селектина молекул, что приводит к более медленному, прокат поведения, что облегчает медленнее и сильнее связывание клетки эндотелия от интегринов. Убедительные экспериментальные доказательства того, что делает дело, что СТС может вытекать из сосудов в ткань такой же механизм 9,10. включение селектина также позволяет устройству работать при большей скорости потока, ставки, которые могли бы предотвратить клетки от связывания антител 11. Таким образом, наше устройство имитирует физиологически венулы в biomimetically захватить текущий СТС, не причинив повреждение клеток.Повышенная производительность устройств может быть связано с добавлением галлуазит покрытия нанотрубок на поверхности просветаприбора. Предыдущие исследования показали, что существует три основных компонента нанотрубки покрытие, которое обеспечивает улучшенную функциональность. Во-первых, нанотрубки покрытие обеспечивает повышенную площадь поверхности, что позволяет больше белка осаждения на поверхность 4. Во-вторых, при проведении атомно-силовой микроскопии на нанотрубку покрытия мы определили, что отдельные нанотрубки выступают с поверхности в потоке. Это позволяет селектина молекулы, которые будут представлены, насколько один микрон над поверхностью так, что клетки могут быть захвачены и работу на поверхность в начале их траектории через трубку 4. Наконец, галлуазит покрытия нанотрубки способны предотвратить адгезии лейкоцитов и распространения на поверхности, обеспечивая уменьшение количества лейкоцитов захвачен вместе с КТК и, следовательно, больше последующих чистоты CTC 3.
The authors have nothing to disclose.
Описываемая работа выполнена при финансовой поддержке Центра Корнелла в микроокружение и метастазы через премия Количество U54CA143876 из Национального института рака. Содержания несут их авторы и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального института рака и Национальный институт здоровья. Эта работа была дополнительно частично финансируется Национальным научным фондом Высшей исследовательский грант (АДГ).
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 |