تصف هذه الورقة تطبيق المعدات الآلية لفصل وجمع المواد بسهولة وكفاءة ، مثل الحمض النووي الخالي من الخلايا والخلايا السرطانية المنتشرة ، من الدم الكامل.
مقالة منهجية
تصف هذه الورقة تطبيق المعدات الآلية لفصل وجمع المواد بسهولة وكفاءة ، مثل الحمض النووي الخالي من الخلايا والخلايا السرطانية المنتشرة ، من الدم الكامل.
في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الخزعات السائلة لتشخيص الأمراض المختلفة ، بما في ذلك السرطان. تحتوي سوائل الجسم على العديد من المواد ، بما في ذلك الخلايا والبروتينات والأحماض النووية الناشئة من الأنسجة الطبيعية ، ولكن بعض هذه المواد تنشأ أيضا من المنطقة المريضة. يلعب فحص وتحليل هذه المواد في سوائل الجسم دورا محوريا في تشخيص الأمراض المختلفة. لذلك ، من المهم فصل المواد المطلوبة بدقة ، ويتم تطوير العديد من التقنيات لاستخدامها لهذا الغرض.
لقد قمنا بتطوير نوع مختبر على قرص من الأجهزة والنظام الأساسي المسمى CD-PRIME. هذا الجهاز آلي وله نتائج جيدة لتلوث العينات واستقرار العينة. علاوة على ذلك ، فهي تتمتع بمزايا عائد الاستحواذ الجيد ، ووقت التشغيل القصير ، وقابلية التكاثر العالية. بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادا على نوع القرص المراد تركيبه ، يمكن فصل البلازما التي تحتوي على الحمض النووي الخالي من الخلايا أو الخلايا السرطانية المنتشرة أو خلايا الدم الطرفية أحادية النواة أو المعاطف المفرغة. وبالتالي ، يمكن الحصول على مجموعة متنوعة من المواد الموجودة في سوائل الجسم لمجموعة متنوعة من التطبيقات النهائية ، بما في ذلك دراسة omics.
يعد الكشف المبكر والدقيق عن الأمراض المختلفة ، بما في ذلك السرطان ، أهم عامل في وضع استراتيجية العلاج1،2،3،4. على وجه الخصوص ، يرتبط الكشف المبكر عن السرطان ارتباطا وثيقا بزيادة فرص البقاء على قيد الحياة للمريض5،6،7،8. في الآونة الأخيرة ، كانت الخزعات السائلة في دائرة الضوء للكشف المبكر عن السرطان. تخضع الأورام الصلبة لتكوين الأوعية الدموية وتطلق مواد مختلفة في الدم. على وجه الخصوص ، تم العثور على الحمض النووي المتداول (ctDNAs) ، والحمض النووي الريبي المتداول (ctRNAs) ، والبروتينات ، والحويصلات مثل exosomes ، والخلايا السرطانية المنتشرة (CTCs) في دم مرضى السرطان 2,9. على الرغم من وجود اختلافات في كمية هذه المواد ، إلا أنها تلاحظ باستمرار ليس فقط في المراحل المبكرة ولكن أيضا في المراحل اللاحقة 6,10. ومع ذلك ، فإن هذه الفروق الفردية عالية جدا. على سبيل المثال ، كمية الحمض النووي الخالي من الخلايا (cfDNA) التي تحتوي على ctDNA أقل من 1,000 نانوغرام ، وعدد CTCs أقل من 100 في 10 مل من الدم الكامل من مرضى السرطان11،12،13. وصفت العديد من الدراسات السرطان باستخدام هذه المواد الموجودة بكميات أقل (أي cfDNA و ctDNA و CTCs). للحصول على نتائج دقيقة ، من المهم فصل كميات صغيرة من المواد بدقة عالية النقاء13,14. تستخدم طرق الطرد المركزي التقليدية بشكل شائع ، ولكن يصعب التعامل معها ولها نقاء منخفض اعتمادا على مهارة المستخدم. منذ اكتشاف CTCs ، تم تطوير العديد من تقنيات الفصل ، مثل الطرد المركزي أو فصل درجة الكثافة ، والمناعة ، وطرق الموائع الدقيقة. تم تطوير العديد من تقنيات الاحتواء منذ اكتشاف CTCs. ومع ذلك ، غالبا ما تكون هذه التقنيات محدودة عندما يكون من الضروري عزل الخلايا عن الرقائق والأغشية المختلفة المستخدمة لعزلها15. أيضا ، تتطلب طرق وضع العلامات معدات مثل FACS ، وهناك حدود لعملية المصب بسبب تلوث العلامات.
في الآونة الأخيرة ، زاد استخدام الخزعات السائلة ، وتجري دراسات مختلفة للكشف المبكر عن السرطان. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة ، إلا أنه لا تزال هناك صعوبات في التحليل النهائي ، وتحاول دراسات مختلفة التغلب على هذه الصعوبات16,17. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب العديد من المواقع ، بما في ذلك المستشفيات ، طرقا آلية وقابلة للتكرار وعالية النقاء ملائمة للاستخدام. هنا ، قمنا بتطوير مختبر على قرص للفصل الآلي للمواد من عينات الدم بعد خزعة سائلة. تعتمد هذه الأجهزة على مبدأ الطرد المركزي ، الموائع الدقيقة ، والتقاط الخلايا بحجم المسام. هناك ثلاثة أنواع من الأقراص: يمكن ل LBx-1 الحصول على البلازما ومعطف بافي ، بينما يمكن ل LBx-2 الحصول على البلازما و PBMC من الدم الكامل بحجم أقل من 10 مل ؛ يمكن ل FAST-auto أيضا الحصول على CTCs باستخدام غشاء قابل للإزالة من القرص. يمكن استخدام ما يصل إلى أربعة من كل قرص في تشغيل واحد. قبل كل شيء ، تتمثل ميزة هذا الجهاز والطريقة في أنه يمكنه الحصول على مجموعة متنوعة من المواد المشتقة من السرطان من نفس العينة باستخدام كمية صغيرة من الدم. هذا يعني أن دم المريض يحتاج إلى سحب مرة واحدة فقط. بالإضافة إلى ذلك ، لديها ميزة استبعاد الأخطاء بسبب الاختلافات في فترة أخذ عينات الدم. هذه المنصة سهلة الاستخدام وتوفر نتائج دقيقة للخزعات السائلة والتطبيقات النهائية. في هذا البروتوكول ، يتم تقديم استخدام الجهاز والخرطوشة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الحصول على جميع عينات الدم الكاملة من مرضى سرطان الرئة. يتم إجراء البحث والتحليل في Clinomics من قبل معهد أبحاث جينوم السرطان ، وتقود موافقة الحكومة على أبحاث IRB لجنة المراجعة المؤسسية لمركز أسان الطبي (IRB NO. 2021-0802) مع رقم IRB المسجل للبحث في Clinomics.
1. إعداد عينة
2. إعداد الجهاز
3. تشغيل الجهاز وجمع العينات
4. صيانة النظام
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الهدف من هذه التقنية هو عزل المواد المرتبطة بالسرطان بسهولة وبشكل تلقائي من الدم الكامل. على وجه الخصوص ، يمكن لأي شخص استخدام هذه التقنية في جميع مجالات البحث والتحليل المناسبة. يعد الفصل المتزامن والقابل للتكرار لمواد متعددة في عينة دم واحدة أمرا مهما في الخزعات السائلة. تستخدم أقراص LBx-1 و LBx-2 لعزل البلازما ومعطف بافي أو PBMC من الدم الكامل. يوضح الشكل 1 المواد المفصولة بواسطة تطبيق هذا الجهاز. أولا ، تم الحصول على البلازما من 10 مل من الدم باستخدام LBx-1 أو تم الحصول على PBMCs باستخدا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعتمد كمية وتركيز cfDNA و CTC على الفرد والمرحلة ونوع السرطان. كما يعتمد على حالة المريض2،4،5،10،20. على وجه الخصوص ، في المراحل المبكرة أو السرطانية ، تكون تركيزات المواد المرتبطة بالسرطان منخفضة للغاية ، لذلك هناك احتمال كبير أنه لا يمكن اكتشافها. ومع ذلك ، فإن الاكتشاف المبكر له تأثير إيجابي للغاية على بقاء المريض ووضع استراتيجية العلاج. نظرا لأن cfDNA و CT...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح فيما يتعلق بهذا العمل.
تم دعم هذه المخطوطة جزئيا من قبل الصندوق الكوري لتطوير الأجهزة الطبية (KMDF، المنحة رقم. RS-2020-KD000019) والمعهد الكوري لتطوير الصناعة الصحية (KHIDI، رقم المنحة. HI19C0521020020).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1٪ BSA (ألبومين مصل الأبقار) | Sigma-Aldrich | A3059 | |
| 1.5 مل أنبوب الطرد المركزي | الدقيق Axygen | MCT-150-C-S | |
| 15 مل أنبوب مخروطي | SPL | 50015 | |
| 4150 نظام TapeStation | Agilent | G2992AA | شاشة DNA خال من الخلايا (Agilent ، 5067-5630) ، عازلة عينة الحمض النووي الخالية من الخلايا (Agilent ، 5067-5633) |
| Apostle MiniMax عالية الكفاءة خالية من الخلايا الحمض النووي العزل | Apostle | A17622-250 | 5 مل × 50 نسخة إعدادية |
| BD Vacutainer أنابيب جمع الدم | BD | 367525 | EDTA أنبوب جمع الدم (10 مل) |
| BioViewCCBS | Clinomics | BioView نظام Bioview المخصص. معدات التخصيص القائمة على المجهر Allegro Plus | |
| CD45 الجسم المضاد أحادي النسيلة (HI30) ، PE-Alexa Fluor 610 | Invitrogen | MHCD4522 | |
| FAST خرطوشة السيارات | Clinomics | CLX-M3001 | |
| LBx-1 خرطوشة | Clinomics | CLX-M4101 | |
| LBx-2 خرطوشة | Clinomics | CLX-M4201 | |
| OPR-2000 أداة | Clinomics | CLX-I2001 | |
| غطاء زجاجي | Marienfeld Superior | HSU-0101040 | |
| DynaMag 2 حامل مغناطيسي | حراري فيشر Scientific | 12321D | |
| Ficoll Paque Solution | GE الرعاية الصحية | 17-1440-03 | حل التدرج الكثافة |
| طرف المرشح ، 10 & L | باستخدام أطراف الماصات Axygen | AX-TF-10 | المزودة بحواجز الهباء الجوي للمساعدة في منع التلوث المتبادل. |
| طرف الفلتر, 200 & L | باستخدام أطراف الماصات Axygen | AX-TF-200 | المزودة بحواجز الهباء الجوي للمساعدة في منع التلوث المتبادل. |
| طرف الفلتر, 100 & ميكرو; L | الماصات Axygen | AX-TF-100 | المزودة بحواجز الهباء الجوي للمساعدة في منع التلوث المتبادل. |
| طرف المرشح ، 1000 & الميكرو ؛ L | باستخدام أطراف الماصات Axygen | AX-TF-1000 | المزودة بحواجز الهباء الجوي للمساعدة في منع التلوث المتبادل. |
| FITC مضاد للإنسان CD326 (EpCAM) الأجسام المضادة | BioLegend | 324204 | |
| FITC الفأر المضاد للإنسان السيتوكيراتين | BD Biosciences | 347653 | |
| محلول الفورمالديهايد (35 بالوزن ٪ في H2O) | Sigma Aldrich | 433284 | |
| Kimtech Science Wipers | Yuhan-Kimberly | 41117 | |
| قفاز اللاتكس | Microflex | 63-754 | |
| رف فصل الخرزة المغناطيسية | V & P Scientific | VP 772F2M-2 | |
| السحب اليدوي (0.5-10 وميكرو ؛ L) | Eppendorf | 3120000020 | |
| السحب اليدوي ؛ (2-20 & micro; ل) | Eppendorf | 3120000038 | |
| السحب اليدوي ؛ (10-100 وميكرو ؛ ل) | Eppendorf | 3120000046 | |
| السحب اليدوي ؛ (20-200 & مايكرو; L) | Eppendorf | 3120000054 | |
| السحب اليدوي ؛ (100-1000 وميكرو ؛ L) | Eppendorf | 3120000062 | |
| تركيب الوسط مع DAPI & nbsp ؛ - مائي ، Fluoroshield | abcam | ab104139 | |
| Normal Human IgG Control | R & D Systems | 1-001-A | |
| OLYMPUS BX-UCB | Olympus | 9217316 | |
| Cytokeratin الجسم المضاد أحادي النسيلة (AE1 / AE3) ، Alexa Fluor 488 | Invitrogen | 53-9003-82 | |
| PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) | Corning | 21-040CVC | |
| Portable Pipet | Aid Drummond | 4-000-201 | |
| زجاج منزلق | Marienfeld متفوقة | HSU-1000612 | |
| StainTray تلطيخ مربع | Simport | M920 | |
| ماصة مصلية معقمة (10 مل) | SPL | 91010 | |
| Triton & nbsp ؛ حل X-100 | Sigma Aldrich | 93443 | |
| TWEEN 20 | سيجما ألدريتش | P7949 | |
| الدم | المخزن عند 4-8 درجة ؛ C عن طريق الجمع في EDTA أو أنبوب مستقر cfDNA : إذا كان الدم الكامل غير كاف في 9 مل ، أضف PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) بقدر الضرورة. | ||
| X-Cite 120Q (مصباح إضاءة الفلورة) | Excelitas | 010-00157 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن