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Plataforma de chip microfluídico clínico para el aislamiento de células tumorales circulantes versátiles

DOI:

10.3791/64674

October 13th, 2023

In This Article

Summary

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El chip microfluídico clínico es una importante técnica de análisis biomédico que simplifica el preprocesamiento clínico de las muestras de sangre de los pacientes y tiñe inmunofluorescentemente las células tumorales circulantes (CTC) in situ en el chip, lo que permite la rápida detección e identificación de una sola CTC.

Abstract

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Las células tumorales circulantes (CTC, por sus siglas en inglés) son importantes en el pronóstico, el diagnóstico y la terapia contra el cáncer del cáncer. La enumeración de CTC es vital para determinar la enfermedad del paciente, ya que las CTC son raras y heterogéneas. Las CTC se desprenden del tumor primario, entran en el sistema de circulación sanguínea y pueden crecer en sitios distantes, haciendo metástasis en el tumor. Dado que las CTC contienen información similar a la del tumor primario, el aislamiento de CTC y la caracterización posterior pueden ser fundamentales para el seguimiento y el diagnóstico del cáncer. La enumeración, la modificación de la afinidad y la tinción con inmunofluorescencia clínica de CTC raras son métodos eficaces para el aislamiento de CTC porque proporcionan los elementos necesarios con alta sensibilidad. Los chips microfluídicos ofrecen un método de biopsia líquida que no produce ningún dolor para los pacientes. En este trabajo, presentamos una lista de protocolos para chips microfluídicos clínicos, una plataforma versátil de aislamiento de CTC, que incorporan un conjunto de funcionalidades y servicios necesarios para la separación, análisis y diagnóstico precoz de CTC, facilitando así el análisis biomolecular y el tratamiento del cáncer. El programa incluye el recuento de células tumorales raras, el preprocesamiento clínico de la sangre del paciente, que incluye la lisis de glóbulos rojos, y el aislamiento y reconocimiento de CTC in situ en chips microfluídicos. El programa permite la enumeración precisa de células tumorales o CTCs. Además, el programa incluye una herramienta que incorpora el aislamiento de CTC con chips microfluídicos versátiles y la identificación de inmunofluorescencia in situ en los chips, seguida de un análisis biomolecular.

Introduction

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Las células tumorales circulantes (CTC, por sus siglas en inglés) son importantes en el pronóstico, el diagnóstico y la terapia contra el cáncer del cáncer. La enumeración de CTC es vital, ya que las CTC son raras y heterogéneas. La enumeración, la modificación de la afinidad y la tinción con inmunofluorescencia clínica de CTC raras son técnicas poderosas para el aislamiento de CTC porque ofrecen los elementos necesarios con alta sensibilidad1. Un número raro de células tumorales mezcladas con sangre normal imita de cerca la sangre real del paciente, ya que 2-3 ml de sangre real del paciente solo contienen 1-10 CTC. Para resolver un problema ex....

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Protocol

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Las muestras de sangre de los pacientes fueron suministradas por el Hospital Longhua Afiliado a la Universidad Médica de Shanghái.El protocolo sigue las pautas del comité de ética de investigación humana del Tercer Hospital de la Universidad de Pekín. Se obtuvo el consentimiento informado de los pacientes para el uso de las muestras con fines de investigación.

1. Pre-experimento para comprobar la eficiencia de captura con células tumorales cultivadas

  1. Cultive las células tumorales MCF-7, MDA-MB-231 y HeLa para determinar la eficiencia de captura. Diluya la suspensión de células tumorales, cuente el número de célula....

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Results

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Toda la configuración incluye una bomba de jeringa, una jeringa y un chip microfluídico. La suspensión celular en la jeringa se conecta a la bomba de jeringa y la suspensión celular se introduce en el chip microfluídico para capturar las células. La eficiencia de captura de todos los chips microfluídicos utilizados fue de alrededor del 90% o más. Para el chip de onda, diseñamos microestructuras con huecos variados. Los pequeños huecos se utilizan para capturar los CTC, y los grandes huecos se utilizan para acelerar el ca.......

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Discussion

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El pronóstico y el diagnóstico precoz del cáncer tienen un efecto significativo en el tratamiento del cáncer1. El aislamiento de CTC con chips microfluídicos ofrece una biopsia líquida sin invasión. Sin embargo, las CTC son extremadamente raras y heterogéneas en la sangre1, lo que dificulta su aislamiento. Las CTC tienen propiedades similares a las fuentes tumorales originales de las que se originan. Por lo tanto, las CTC juegan un papel vital en la metástasis del cáncer

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Disclosures

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Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgements

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Este trabajo de investigación contó con el apoyo de la Fundación de Ciencias Naturales de Anhui de China (1908085MF197, 1908085QB66), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (21904003), el Proyecto de Investigación Científica de la Comisión de Educación de Tianjin (2018KJ154), el Programa Provincial de Investigación de Ciencias Naturales de las Instituciones de Educación Superior de la Provincia de Anhui (KJ2020A0239) y el Laboratorio Clave de Procesamiento de Información Multidimensional de Shanghái, el Laboratorio Clave de Información Multidimensional de China Oriental Procesamiento, Universidad Normal del Este de China (MIP20221).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Calceína AMBIOTIUM80011
pipetas microcapilares calibradasSigma- AldrichP0799
CD45-PEBD Biosciences560975
CK-FITCBD Biosciences347653anticuerpo monoclonal de citoqueratina
DMEMHyCloneSH30081.05
suero fetal bovino (FBS)GIBCO, EE. UU.26140
Hoechst 33342Sondas moleculares, Solarbio Corp., ChinaC0031
penicilina-estreptomicinaYing Biotecnología confiable, China
Lisis de glóbulos rojos (RBCL)Solarbio, BeijingR1010

References

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  1. Chen, H., et al. Highly-sensitive capture of circulating tumor cells using micro-ellipse filters. Scientific Reports. 7 (1), 610(2017).
  2. World Health Organization Cancer report. , Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer (2022).
  3. Pantel, K., Brakenhoff, R. H., Brandt, B.

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Tags

Circulating Tumor CellsMicrofluidic ChipCTC IsolationLiquid BiopsyTumor Cell EnumerationImmunofluorescence StainingAffinity ModificationBlood PreprocessingCapture EfficiencyEpithelial Cell Adhesion

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