Dispositivo microfluídico para a separação de células de câncer de mama não metastático (MCF-7) e não tumoral (MCF-10A) usando dieletroforese AC

Ateeq ur Rehman; Rahman S. Zabibah; Samira Kharratian; Adil Mustafa

doi:10.3791/63850

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Artigo de método

Dispositivo microfluídico para a separação de células de câncer de mama não metastático (MCF-7) e não tumoral (MCF-10A) usando dieletroforese AC

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DOI:

10.3791/63850

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11 de agosto de 2022

Ateeq ur Rehman¹ , Rahman S. Zabibah² , Samira Kharratian³ , Adil Mustafa⁴^,⁵

¹Department of Biomedical Engineering, Foundation University Islamabad, ²College of Medical Technology, The Islamic University Najaf, ³Faculty of Mechanical Engineering, University of Tabriz, ⁴Department of Engineering Mathematics, University of Bristol, ⁵School of Life Sciences, University of Warwick

Neste artigo

Resumo

As células do câncer de mama exibem diferentes propriedades dielétricas em comparação com as células epiteliais da mama não tumorais. Foi levantada a hipótese de que, com base nessa diferença nas propriedades dielétricas, as duas populações podem ser separadas para fins de imunoterapia. Para suportar isso, modelamos um dispositivo microfluídico para classificar as células MCF-7 e MCF-10A.

Resumo

Os dispositivos dieletroforéticos são capazes de detectar e manipular células cancerígenas de maneira livre de rótulos, econômica, robusta e precisa, usando o princípio da polarização das células cancerígenas no volume da amostra aplicando um campo elétrico externo. Este artigo demonstra como uma plataforma microfluídica pode ser utilizada para a classificação contínua de alto rendimento de células de câncer de mama não metastático (MCF-7) e células epiteliais de mama não tumorais (MCF-10A) usando dieletroforese hidrodinâmica (HDEP) da mistura celular. Ao gerar um campo elétrico entre dois eletrodos colocados lado a lado com uma lacuna do tamanho de um mícron entre eles em um chip microfluídico HDEP, as células epiteliais mamárias não tumorais (MCF-10A) podem ser afastadas, exibindo DEP negativo dentro do canal principal, enquanto as células de câncer de mama não metastáticas seguem seu curso não afetadas quando suspensas em meio celular devido a terem condutividade maior que a condutividade da membrana. Para demonstrar esse conceito, foram realizadas simulações para diferentes valores de condutividade média, e a classificação das células foi estudada. Um estudo paramétrico foi realizado, e uma condutividade de mistura celular adequada foi encontrada para ser de 0,4 S / m. Mantendo a condutividade média fixa, estabeleceu-se uma frequência CA adequada de 0,8 MHz, dando máxima eficiência de classificação, variando a frequência do campo elétrico. Usando o método demonstrado, depois de escolher a condutividade do meio de suspensão de mistura celular apropriada e a frequência da CA aplicada, a máxima eficiência de classificação pode ser alcançada.

Introdução

Um tumor maligno que se desenvolve dentro e ao redor do tecido mamário é uma causa frequente de câncer de mama em mulheres em todo o mundo, causando um problema crítico de saúde¹. Os tumores de mama antes da metástase podem ser tratados através de cirurgia se detectados em um estágio inicial, mas se ignorados, eles podem ter implicações graves na vida do paciente, espalhando-se para seus pulmões, cérebro e ossos. Os tratamentos oferecidos em estágios posteriores, como radiação e terapias químicas, apresentam efeitos colaterais graves². Estudos recentes têm relatado que o diagnóstico precoce do câncer de mama reduz a taxa....