מאמר זה מתאר את היישום של ציוד אוטומטי כדי להפריד ולאסוף בקלות וביעילות, כגון DNA ללא תאים ותאי גידול במחזור, מדם שלם.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר את היישום של ציוד אוטומטי כדי להפריד ולאסוף בקלות וביעילות, כגון DNA ללא תאים ותאי גידול במחזור, מדם שלם.
לאחרונה, ביופסיות נוזליות שימשו לאבחון מחלות שונות, כולל סרטן. נוזלי גוף מכילים חומרים רבים, כולל תאים, חלבונים וחומצות גרעין שמקורם ברקמות רגילות, אך חלק מחומרים אלה מקורם גם באזור החולה. החקירה והניתוח של חומרים אלה בנוזלי הגוף ממלאים תפקיד מרכזי באבחון מחלות שונות. לכן, חשוב להפריד במדויק את החומרים הנדרשים, וכמה טכניקות מפותחות לשימוש למטרה זו.
פיתחנו סוג מעבדה על דיסק של מכשיר ופלטפורמה בשם CD-PRIME. מכשיר זה הוא אוטומטי ויש לו תוצאות טובות עבור זיהום מדגם ויציבות הדגימה. יתר על כן, יש לו יתרונות של תשואת רכישה טובה, זמן פעולה קצר, ושכפול גבוה. בנוסף, בהתאם לסוג הדיסק שיש להרכיב, ניתן להפריד פלזמה המכילה DNA ללא תאים, תאי גידול במחזור, תאים חד-גרעיניים של דם היקפי או ציפויי באפי. לפיכך, רכישת מגוון חומרים הנמצאים בנוזלי הגוף יכולה להיעשות עבור מגוון רחב של יישומים במורד הזרם, כולל המחקר של omics.
גילוי מוקדם ומדויק של מחלות שונות, כולל סרטן, הוא הגורם החשוב ביותר בקביעת אסטרטגיית טיפול 1,2,3,4. בפרט, גילוי מוקדם של סרטן קשור קשר הדוק עם סיכויי הישרדות מוגברים עבור המטופל 5,6,7,8. לאחרונה, ביופסיות נוזליות היו באור הזרקורים לגילוי מוקדם של סרטן. גידולים מוצקים עוברים אנגיוגנזה ומשחררים חומרים שונים לדם. בפרט, דנ"א במחזור (ctDNAs), רנ"א במחזור (ctRNAs), חלבונים, שלפוחיות כגון אקסוזומים ותאי גידול במחזור הדם (CTCs) נמצאו בדמם של חולי סרטן 2,9. למרות שיש הבדלים בכמות החומרים הללו, הם נצפים בעקביות לא רק בשלבים המוקדמים אלא גם בשלבים מאוחרים יותר 6,10. עם זאת, הבדלים בודדים אלה הם גבוהים מאוד; לדוגמה, כמות הדנ"א נטול התאים (cfDNA) המכילה ctDNA היא פחות מ-1,000 ננוגרם, ומספר ה-CTCs קטן מ-100 ב-10 מ"ל של דם שלם מחולי סרטן11,12,13. מחקרים רבים אפיינו סרטן בשימוש בחומרים אלה בכמויות קטנות יותר (כלומר, cfDNA, ctDNA ו- CTCs). כדי להשיג תוצאות מדויקות, חשוב להפריד במדויק כמויות קטנות של חומרים עם טוהר גבוה13,14. שיטות צנטריפוגה קונבנציונליות משמשות בדרך כלל, אך הן קשות לטיפול ויש להן טוהר נמוך בהתאם למיומנות המשתמש. מאז גילוי ה-CTCs, פותחו מספר טכניקות הפרדה, כגון צנטריפוגה או הפרדת דרגות צפיפות, אימונובייד ושיטות מיקרופלואידיות. מספר טכניקות הכלה פותחו מאז גילוי CTCs. עם זאת, טכניקות אלה מוגבלות לעתים קרובות כאשר יש צורך לבודד תאים מן השבבים השונים ואת הממברנות המשמשים לבודד אותם15. כמו כן, שיטות התיוג דורשות ציוד כגון FACS, ויש מגבלות לתהליך במורד הזרם עקב זיהום תיוג.
לאחרונה, השימוש בביופסיות נוזליות גדל, ומחקרים שונים נערכים לגילוי מוקדם של סרטן. למרות ששיטה זו פשוטה, עדיין ישנם קשיים בניתוח במורד הזרם, ומחקרים שונים מנסים להתגבר על קשיים אלה16,17. בנוסף, אתרים רבים, כולל בתי חולים, דורשים שיטות אוטומטיות, ניתנות לשחזור וטוהר גבוה הנוחות לשימוש. כאן פיתחנו מעבדה על דיסק להפרדה אוטומטית של חומרים מדגימות דם לאחר ביופסיה נוזלית. התקנים אלה מבוססים על העיקרון של צנטריפוגה, מיקרופלואידיקה ולכידת תאים בגודל נקבוביות. ישנם שלושה סוגים של דיסקים: LBx-1 יכול לרכוש פלזמה וציפוי באפי, בעוד LBx-2 יכול לרכוש פלזמה ו- PBMC מדם שלם עם נפח של פחות מ -10 מ"ל; FAST-auto יכול גם לרכוש CTCs באמצעות קרום הניתן להסרה מהדיסק. ניתן להשתמש בעד ארבעה מכל דיסק בהפעלה אחת. מעל לכל, היתרון של מכשיר ושיטה זו הוא כי הוא יכול לקבל מגוון רחב של חומרים שמקורם בסרטן מאותה דגימה באמצעות כמות קטנה של דם. משמעות הדבר היא כי הדם של המטופל רק צריך להיות נמשך פעם אחת. בנוסף, יש לו את היתרון של אי הכללת טעויות עקב הבדלים בתקופת דגימת הדם. פלטפורמה זו קלה לשימוש ומספקת תוצאות מדויקות עבור ביופסיות נוזליות ויישומים במורד הזרם. בפרוטוקול זה, השימוש במכשיר ובמחסנית מוצג.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל דגימות הדם השלמות התקבלו מחולי סרטן ריאות. המחקר והניתוח בקלינומיקס מתבצעים על ידי המכון לחקר גנומיקה של סרטן, ואישור מחקר IRB על ידי הממשלה מובל על ידי ועדת הביקורת המוסדית של המרכז הרפואי אסאן (IRB NO. 2021-0802) עם מספר IRB רשום למחקר בקלינומיקס.
1. הכנת מדגם
2. הכנת המכשיר
3. הפעלת המכשיר ואיסוף הדגימות
4. תחזוקת המערכת
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המטרה של טכניקה זו היא לבודד בקלות ובאופן אוטומטי חומרים הקשורים לסרטן מדם שלם. בפרט, כל אחד יכול להשתמש בטכניקה זו בכל תחומי המחקר והניתוח המתאימים. ההפרדה בו זמנית וניתנת לשחזור של חומרים מרובים בדגימת דם אחת היא משמעותית בביופסיות נוזליות. דיסקיות LBx-1 ו- LBx-2 משמשות לבידוד פלזמה וציפוי בא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הכמות והריכוז של cfDNA ו- CTC תלויים באדם, בשלב ובסוג הסרטן. זה גם תלוי במצבו של המטופל 2,4,5,10,20. בפרט, בשלבים המוקדמים או הטרום סרטניים של סרטן, הריכוזים של חומרים הקשורים לסרטן הם נמוכים מאוד, ולכן קיימת אפש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים הקשורים לעבודה זו.
כתב יד זה נתמך בחלקו על ידי הקרן לפיתוח מכשור רפואי בקוריאה (KMDF, מענק מס 'RS-2020-KD000019) והמכון לפיתוח תעשיית הבריאות של קוריאה (KHIDI, מענק מס' HI19C0521020020).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1% BSA (אלבומין סרום בקר) | Sigma-Aldrich | A3059 | |
| 1.5 מ"ל צינור מיקרוצנטריפוגה | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 15 מ"ל צינור חרוטי | SPL | 50015 | |
| 4150 TapeStation System | Agilent | G2992AA | סרט מסך DNA נטול תאים (Agilent, 5067-5630), מאגר דגימת DNA ללא תאים (Agilent, 5067-5633) |
| Apostle MiniMax ערכת בידוד DNA ללא תאים ביעילות גבוהה | השליח | A17622-250 | 5 מ"ל X 50 גרסת הכנה |
| BD שפופרות איסוף דם | BD | 367525 | EDTA (10 מ"ל) |
| BioViewCCBS | Clinomics | BioView Clinomics-Customized Bioview System. ציוד התאמה אישית מבוסס מיקרוסקופ Allegro Plus | |
| CD45 נוגדן חד שבטי (HI30), PE-Alexa Fluor 610 | Invitrogen | MHCD4522 | |
| FAST Auto מחסנית | Clinomics | CLX-M3001 | |
| LBx-1 מחסנית | Clinomics | CLX-M4101 | |
| LBx-2 מחסנית | Clinomics | CLX-M4201 | |
| OPR-2000 מכשיר | Clinomics | CLX-I2001 | |
| כיסוי זכוכית | Marienfeld Superior | HSU-0101040 | |
| DynaMag 2 מגנט מעמד | תרמו פישר מדעי | 12321D | |
| Ficoll Paque Solution | GE healthcare | 17-1440-03 | צפיפות שיפוע |
| פתרון קצה מסנן, 10 ומיקרו; L | Axygen | AX-TF-10 | קצות פיפטה עם מחסומי אירוסול מומלצים כדי לסייע במניעת זיהום צולב. |
| קצה מסנן, 200 ומיקרו; L | Axygen | AX-TF-200 | קצות פיפטה עם מחסומי אירוסול מומלצים כדי לסייע במניעת זיהום צולב. |
| קצה מסנן, 100 ומיקרו; L | Axygen | AX-TF-100 | קצות פיפטה עם מחסומי אירוסול מומלצים כדי לסייע במניעת זיהום צולב. |
| קצה מסנן, 1000 ומיקרו; L | Axygen | AX-TF-1000 | קצות פיפטה עם מחסומי אירוסול מומלצים כדי לסייע במניעת זיהום צולב. |
| FITC אנטי-אנושי CD326 (EpCAM) נוגדן | BioLegend | 324204 | |
| FITC עכבר אנטי-אנושי ציטוקרטין | BD Biosciences | 347653 | |
| תמיסת פורמלדהיד (35% משקל ב-H2O) | Sigma Aldrich | 433284 | |
| Kimtech Science מגבים | יוהאן-קימברלי | 41117 | |
| כפפת לטקס | Microflex | 63-754 | |
| מתלה להפרדת חרוזים מגנטיים | V& P Scientific | VP 772F2M-2 | |
| צנרת ידנית (0.5-10 ומיקרו; L) | Eppendorf | 3120000020 | |
| צנרת ידנית (2-20 ומיקרו; L) | Eppendorf | 3120000038 | |
| צנרת ידנית (10-100 ומיקרו; L) | Eppendorf | 3120000046 | |
| צנרת ידנית (20-200 ומיקרו; L) | Eppendorf | 3120000054 | |
| צנרת ידנית (100-1000 ומיקרו; L) | Eppendorf | 3120000062 | |
| מדיום הרכבה עם DAPI - מימי, Fluoroshield | abcam | ab104139 | |
| בקרת IgG אנושית רגילה | R& D Systems | 1-001-A | |
| OLYMPUS BX-UCB | Olympus | 9217316 | |
| Pan Cytokeratin נוגדן חד שבטי (AE1/AE3), Alexa Fluor 488 | Invitrogen | 53-9003-82 | |
| PBS (תמיסת מלח חוצצת פוספט) | Corning | 21-040CVC | |
| נייד Pipet Aid | Drummond | 4-000-201 | |
| זכוכית שקופיות | Marienfeld Superior | HSU-1000612 | |
| StainTray Staining Box | Simport | M920 | |
| פיפטה סרולוגית סטרילית (10 מ"ל) | SPL | 91010 | |
| Triton תמיסת X-100 | סיגמא אולדריץ' | 93443 | |
| TWEEN 20 | Sigma Aldrich | P7949 | |
| דם | מאוחסן בטמפרטורה של 4-8 מעלות; C על ידי איסוף בצינור יציב EDTA או cfDNA: אם הדם כולו אינו מספיק ב-9 מ"ל, הוסף PBS (מי מלח עם פוספט) לפי הצורך. | ||
| X-Cite 120Q (תאורת מנורת פלואורסצנטי) | Excelitas | 010-00157 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה