Обычный метод анализа FACS (сортировка клеток с активацией флуоресценции) дает лишь приблизительную оценку количества опухолевых клеток, циркулирующих в крови. «В FACS опухолевые клетки окрашиваются флуоресцентными красителями и сортируются в отдельные сосуды для сбора», — объясняет доктор Томас Велтен, чья команда из Института биомедицинской инженерии им. Фраунгофера IBMT разработала новый чип с микроотверстиями. Проблема с маркерными красителями в том, что количество цветов ограничено. «В конце концов, у вас заканчиваются цвета, которые достаточно контрастны, чтобы их можно было различить. Более того, нет подходящих маркеров, доступных для определенных типов опухолевых клеток, которые, следовательно, не обнаруживаются с помощью анализа FACS».
Еще один недостаток анализа FACS: результаты теста не могут быть сужены до одной ячейки, поскольку сборный сосуд содержит тысячи клеток.Ячейки удерживаются на месте пониженным давлением«Наш новый чип с микроотверстиями позволяет отбирать отдельные клетки из образца крови, помещать их в отдельные отверстия в субстрате для анализа и затем удалять по отдельности.
Выбирать клетки легко, потому что каждая из них занимает свое собственное положение в массиве, где они выстроены в ряд, как утки в ряд. Каждая ячейка помещается в отверстие, но не может проскользнуть через него.
Небольшое пониженное давление применяется к ячейкам, которые удерживают каждую в отведенном для этого месте за счет всасывания », — говорит Фельтен.В недавно завершенном совместном исследовательском проекте по идентификации циркулирующих опухолевых клеток был применен двухэтапный метод клеточного анализа. На первом этапе с помощью микроскопа отбирали подозрительные на вид клетки. На втором этапе выбранные ячейки подвергались подробному анализу с использованием более трудоемкого метода спектроскопии комбинационного рассеяния.
Это включает облучение клеток светом в определенном частотном диапазоне. Опухолевые клетки особым образом рассеивают свет, что позволяет их четко идентифицировать.
Рамановская спектроскопия не может использоваться для обычных массивов со стеклянной или полимерной подложкой, потому что эти материалы мешают измерению, но это не проблема для нового чипа IBMT и его подложки из нитрида кремния.Чип вмещает 200000 ячеек
Еще одно преимущество нового чипа с микроотверстиями заключается в том, что он может быть заполнен 200 000 ячеек, каждая из которых находится в отдельном отверстии, за считанные минуты. «Это важно, потому что кровоток содержит только небольшое количество циркулирующих опухолевых клеток, которые невозможно обнаружить, если образец крови не достаточно большой. Старые технологии« лаборатория на чипе »не могут вместить более 1000 клеток, что слишком мало для этого типа. применения ", — поясняет Фельтен.Микропипетка используется для удаления отдельных опухолевых клеток с чипа для дальнейшего анализа.
Уровень разрежения, выбранный для удержания их на месте, слишком низкий, чтобы вызвать какие-либо повреждения. Молекулярно-биологический анализ является полезным средством выявления факторов, определяющих, почему конкретное лекарство способно убивать опухолевые клетки или не оказывает никакого эффекта.У нового чипа с микроотверстиями есть много других возможных применений: например, в качестве системы отбора для клеток, продуцирующих белок, таких как те, которые необходимы для производства инсулина и других биофармацевтических препаратов. А микрочипы с четко выраженными микропорами могут использоваться в качестве субстрата для моделирования in vitro физиологических барьеров, таких как гематоэнцефалический барьер или кишечный барьер.
Барьерные модели играют чрезвычайно полезную роль в разработке лекарств.Следующим шагом является поиск партнеров, готовых адаптировать новую технологическую платформу к различным типам приложений.