Method Article

Klinisch microfluïdisch chipplatform voor de isolatie van veelzijdige circulerende tumorcellen

DOI:

10.3791/64674

⸱

October 13th, 2023

 ,  ,  ,  ,  , 
1School of Microelectronics and Data Science, Anhui University of Technology, 2Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing, East China Normal University, 3School of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University of Technology, 4Department of Medical Oncology, Changzheng Hospital

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De klinische microfluïdische chip is een belangrijke biomedische analysetechniek die de voorbewerking van bloedmonsters van klinische patiënten vereenvoudigt en immunofluorescentiekleurig circulerende tumorcellen (CTC's) in situ op de chip kleurt, waardoor een snelle detectie en identificatie van een enkele CTC mogelijk is.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Circulerende tumorcellen (CTC's) zijn belangrijk in de prognose, diagnose en antikankertherapie. CTC-inventarisatie is van vitaal belang bij het bepalen van de ziekte van de patiënt, omdat CTC's zeldzaam en heterogeen zijn. CTC's worden losgemaakt van de primaire tumor, komen in het bloedcirculatiesysteem en groeien mogelijk op verre plaatsen, waardoor de tumor wordt uitgezaaid. Aangezien CTC's vergelijkbare informatie bevatten als de primaire tumor, kunnen CTC-isolatie en daaropvolgende karakterisering van cruciaal belang zijn bij het monitoren en diagnosticeren van kanker. De opsomming, affiniteitsmodificatie en klinische immunofluorescentiekleuring van zeldzame CTC's zijn krachtige methoden voor CTC-isolatie omdat ze de noodzakelijke elementen met een hoge gevoeligheid bieden. Microfluïdische chips bieden een vloeibare biopsiemethode die vrij is van pijn voor de patiënten. In dit werk presenteren we een lijst met protocollen voor klinische microfluïdische chips, een veelzijdig CTC-isolatieplatform, dat een reeks functionaliteiten en diensten bevat die nodig zijn voor CTC-scheiding, analyse en vroege diagnose, waardoor biomoleculaire analyse en kankerbehandeling worden vergemakkelijkt. Het programma omvat het tellen van zeldzame tumorcellen, klinische bloedvoorbewerking van patiënten, waaronder rode bloedcellyse, en de isolatie en herkenning van CTC's in situ op microfluïdische chips. Het programma maakt de precieze inventarisatie van tumorcellen of CTC's mogelijk. Daarnaast bevat het programma een tool die CTC-isolatie bevat met veelzijdige microfluïdische chips en immunofluorescentie-identificatie in situ op de chips, gevolgd door biomoleculaire analyse.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Circulerende tumorcellen (CTC's) zijn belangrijk in de prognose, diagnose en antikankertherapie. CTC-inventarisatie is van vitaal belang omdat CTC's zeldzaam en heterogeen zijn. De opsomming, affiniteitsmodificatie en klinische immunofluorescentiekleuring van zeldzame CTC's zijn krachtige technieken voor CTC-isolatie omdat ze de nodige elementen met een hoge gevoeligheid bieden1. Zeldzaam aantal tumorcellen gemengd met normaal bloed bootst echt patiëntenbloed nauw na, omdat 2-3 ml echt patiëntenbloed slechts 1-10 CTC's bevat. Om een kritisch experimenteel probleem op te lossen, in plaats van een groot aantal tumorcellen te gebruiken die in PBS ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bloedmonsters van patiënten werden geleverd door Longhua Hospital Affiliated to Shanghai Medical University.The protocol volgt de richtlijnen van de ethische commissie voor menselijk onderzoek van het Peking University Third Hospital. Geïnformeerde toestemming werd verkregen van de patiënten voor het gebruik van de monsters voor onderzoeksdoeleinden.

1. Pre-experiment om de vangstefficiëntie met gekweekte tumorcellen te controleren

  1. Kweek de tumorcellen MCF-7, MDA-MB-231 en HeLa voor het bepalen van de vangstefficiëntie. Verdun de tumorcelsuspensie, tel het aantal tumorcellen en herhaal dit totdat het gewenste aant....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De hele installatie omvat een spuitpomp, een spuit en een microfluïdische chip. De celsuspensie in de spuit is verbonden met de spuitpomp en de celsuspensie wordt in de microfluïdische chip gebracht om de cellen op te vangen. De opname-efficiëntie voor alle gebruikte microfluïdische chips was ongeveer 90% of hoger. Voor de golfchip ontwierpen we microstructuren met gevarieerde openingen. De kleine openingen worden gebruikt om de CTC's op te vangen en de grote openingen worden gebruikt om de stroomsnelheid te versnellen. .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De prognose en vroege diagnose van kanker hebben een significant effect op de behandeling van kanker1. CTC-isolatie met microfluïdische chips biedt een vloeibare biopsie zonder invasie. CTC's zijn echter uiterst zeldzaam en heterogeen in het bloed1, wat het een uitdaging maakt om CTC's te isoleren. CTC's hebben vergelijkbare eigenschappen als de oorspronkelijke tumorbronnen waaruit ze afkomstig zijn. CTC's spelen dus een vitale rol bij kankermetastase1

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit onderzoekswerk werd ondersteund door de Anhui Natural Science Foundation of China (1908085MF197, 1908085QB66), de National Natural Science Foundation of China (21904003), het Scientific Research Project van Tianjin Education Commission (2018KJ154), het Provincial Natural Science Research Program of Higher Education Institutions of Anhui Province (KJ2020A0239) en het Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing, East China Key Laboratory of Multidimensional Information Verwerking, East China Normal University (MIP20221).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Calcein AMBIOTIUM80011
calibrated microcapillary pipettesSigma- AldrichP0799
CD45-PEBD Biosciences560975
CK-FITCBD Biosciences347653cytokeratin monoclonal antibody
DMEMHyCloneSH30081.05
fetal bovine serum (FBS)GIBCO,USA26140
Hoechst 33342Molecular Probes, Solarbio Corp., ChinaC0031
penicillin-streptomycinYing Reliable biotechnology, China
Red blood cells lysis (RBCL)Solarbio, BeijingR1010

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles