מחלה גרורתית היא אחראית למותם של הסרטן ביותר. פיתוח סמנים ביולוגיים אבחון פרוגנוסטיים וכמלווה גרורות חיוני בניהול וטיפול בסרטן. בתאי גידול במחזור (CTC) לשחק תפקיד מרכזי בהפצת גידול וגרור. יתר על כן, להיות נגיש בקלות כמו ביו-מרקר 'ביופסיה נוזלית', CTC בחולי סרטן דם ההיקפי כבר עולה כ 'חממה' למחקר ביו-מרקר הסרטן. CTC אומתו גם ביומרקר פרוגנוסטיים במסגרות שונות לחולי סרטן, כולל סרטן השד, הערמונית וסרטן המעי הגס 1 - 3. עם זאת, התקדמות בתחום CTC ציינה כי הספירה בלבד של תאים הנדירים אלה הגבילה תועלת קלינית, כפי שמוצגת ניסויים קליניים התערבותיים 4. לפיכך, קיים צורך המתעורר עבור טכנולוגיות המאפשרות אפיון מולקולרי ופונקציונלי של CTC. נכון לעכשיו, רק כמה טכנולוגיות קיימות המאפשרות FOr הלא אנטיגן מוטה, לכידת קיימא ושחרור CTC, מה שמאפשר 5,6 ניתוח מולקולרי ופונקציונלי במורד חזק. רוב התקנים microfabricated אלה הם מצמידים את פלטפורמות microfluidic ולכן יש גורם מגביל את כמות הדם שניתן לעבד, שנעה בין 2-4 מ"ל 7 - 10. CTC הם אירועים נדירים בתוך שפופרת אחת של לקיחת הדם (7.5 מ"ל), ולכן מקטינים עוד יותר את כמות הדם שניתן לעבד, מאוד מעכבת את סיכויי לכידה לבודד תאים אלה של עניין.
פתחנו שני סוגי מכשירי Microfilter קרום Parylene C בתמורה ללכידתו של CTC המנצלת את ההבדלים בגודל בין תאים סרטניים גדולים ואת תאי דם הנורמלים הקטנים 11,12. יש לנו הדיווח בעבר על מסנן הספירה נקבובית העגול והשוו אותו עם פלטפורמת ה- FDA, שבו Microfilter הוצגה להיות מעולה יעיל ללכוד CTCעבור דגימות דם לחולה סרטן 13,14. עם זאת, מגבלה של המסנן העגול הוא הצורך להשתמש מקבעים משחררי פורמלדהיד לפני הסינון. תהליך זה שומר על מורפולוגיה תאים ובמקביל לאפשר להם לעמוד מאמץ הגזירה ולחץ במהלך תהליך הסינון. בעוד ספירה ומחקרים מולקולריים יכולים להתבצע על-שבב 13, מקבע פוגעת ביכולת לבצע אפיון פונקציונלי. כדי לתת מענה על מגבלה זו, פתחנו מסנן נקבובי חריץ השולל את הצורך לתקן תאים לפני הסינון (איור 1). החריץ הנקבובי הגיאומטריה (6 מיקרומטר הרוחב x 40 מיקרומטר נקבוביים חריץ אורך) מאפשרת לתאי הגידול להיות בשבי בזמן חלקי בלבד גורם לחסימה נקבובית ולכן עדיין המתיר מעבר חופשי עבור תאי דם אחרים והקלו על עליית לחץ שתוביל ניזק לתאים עד להתפקע סופי 15,16 מחסנית חריץ הנקבובית הורכב מ -2 חלקים אקרילי אשר כריךהחריץ הנקבובי מסנן בין היצירה העליונה ותחתונה עם polydimethylsiloxane (PDMS) מתנהג כמו אטם לספק דליפת הוכחת חותם 14,15 (איור 1).
בעוד יעילות לכידתו של מסנן חריץ הנקבובי גבוהה, (לוח 1), שנתפס CTC המאוגדים קרום Parylene C על ידי אינטראקציות אלקטרוסטטיות הלא ספציפיות חזקות במקום תאי מטריקס (ECM) בתיווך הידבקות 15. שיטות כגון זרימה הפוכה או שימוש מגרדים תאים מצליחים לשחרר את התאים ביעילות ממסנן, או לגרום נזק לתאים תהליכי המוות התאי. בדקנו שימוש לא שגרתי של PIPAAm לגבש אסטרטגיה שחרור 15. PIPAAm הוא פולימר אשר עובר עיבוד טמפרטורת פתרון הפיך נמוכים קריטית (LCST) המעבר לשלב בטמפרטורת פתרון של 32 מעלות צלזיוס 17. באופן מסורתי, נכס זה של PIPAAm נחקר נרחב עבור יישומי הנדסת רקמות. בדרך כלל, תאיםבתרבית על PIPAAm מצופה משטחים על 37 מעלות צלזיוס כאשר PIPAAm הוא הידרופובי. התאים לאחר מכן ניתן מנותקים כסיד כאשר טמפרטורת התרבות מוסטת אל מתחת ל 32 מעלות צלזיוס, שבו המשטח המצופה PIPAAm הופך 17,18 התייבשות. אנו לנצל נכס תרמית זו על ידי ביצוע תהליך הסינון בטמפרטורת חדר (מתחת ל -32 מעלות צלזיוס) ולאחר מכן המאפשר שחרור תא על ידי צבת המסנן בתקשורת תרבות על 37 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה זו, שכבת הפולימר PIPAAm הופך הידרופובי, ובכך לשחרר את כבול אלקטרוסטטי תאים 15 (איור 1).
למרות שיטת טמפרטורת התגובה כמו גם שיטות אחרות יושמה בהצלחה להשיג ללכוד CTC קיימא ולשחרר 19 - 21, חסרון פוטנציאלי עיקרי אחת משותף טכנולוגיות אלה המדווחים כי הם כולם משתמשים עיקרון אנטיגן התלוי עבור לכידת CTC. מבוסס Antigen ללכוד CTC, כמוצג previously, עלול להוביל 11,14 ניתוח CTC מוטה. לדוגמה, טכנולוגיות רבות מבוססי זיקה להעסיק נוגדן אשר נקשר EpCAM עבור לכידת CTC. עם זאת, CTC הוכח מבטאים רמות שונות של EpCAM, שמוביל השמטת EpCAM נמוך EpCAM שלילית CTC על ידי הטכנולוגיות הללו. כמו כן, מגבלות עלולות להתרחש כאשר CTC מהמקור שאינו אפיתל הוא של עניין, כגון CTC במסגרות מלנומה סרקומה. לכן, טכנולוגיה המאפשרת ללכוד קיימא CTC ושחרור ללא הטיה פוטנציאלית הציגה ידי לכיד מבוסס אנטיגן רצויה מאוד.
חשוב לציין, מכשיר Microfilter ללכוד הוא בגודל מבוסס אך ורק ואת אסטרטגיית השחרור היא אגנוסטי לנוכחות של סמני משטח מסוימים. אנו מאמינים כי העסקתו של Microfilter מצופה PIPAAm יסייע להרחיב את הבנתנו את תהליך גרורתי, באמצעות מתן היכולת בצורה אפקטיבית ויעילה ללכוד ולשחרר CTC עבור ניתוחים במורד הזרם. מאי זה חזקially לחשוף מולקולות חדשות עבורו טיפולים מערכתיים ממוקד רומן עשויים להיות מופנים כמו גם לספק סמן ביולוגי כי ניתן לפקח בקלות וסיוע בניהול חולה סרטן.