Artigo de método

Plataforma de chip microfluídico clínico para o isolamento de células tumorais circulantes versáteis

DOI:

10.3791/64674

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13 de outubro de 2023

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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

Neste artigo

Resumo

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O chip microfluídico clínico é uma importante técnica de análise biomédica que simplifica o pré-processamento de amostras de sangue de pacientes clínicos e cora por imunofluorescência as células tumorais circulantes (CTCs) in situ no chip, permitindo a rápida detecção e identificação de uma única CTC.

Resumo

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As células tumorais circulantes (CTCs) são significativas no prognóstico, diagnóstico e terapia anticâncer do câncer. A enumeração da CTC é vital na determinação da doença do paciente, uma vez que as CTCs são raras e heterogêneas. As CTCs são descoladas do tumor primário, entram no sistema de circulação sanguínea e potencialmente crescem em locais distantes, metastatizando o tumor. Como as CTCs carregam informações semelhantes às do tumor primário, o isolamento da CTC e sua posterior caracterização podem ser fundamentais no monitoramento e diagnóstico do câncer. A enumeração, modificação de afinidade e coloração clínica por imunofluorescência de CTCs raras são métodos poderosos para o isolamento de CTC, pois fornecem os elementos necessários com alta sensibilidade. Os chips microfluídicos oferecem um método de biópsia líquida que é livre de qualquer dor para os pacientes. Neste trabalho, apresentamos uma lista de protocolos para chips microfluídicos clínicos, uma versátil plataforma de isolamento CTC, que incorpora um conjunto de funcionalidades e serviços necessários para a separação, análise e diagnóstico precoce da CTC, facilitando assim a análise biomolecular e o tratamento do câncer. O programa inclui contagem de células tumorais raras, pré-processamento clínico de sangue de pacientes, que inclui lise de hemácias, e o isolamento e reconhecimento de CTCs in situ em chips microfluídicos. O programa permite a enumeração precisa de células tumorais ou CTCs. Além disso, o programa inclui uma ferramenta que incorpora isolamento CTC com chips microfluídicos versáteis e identificação de imunofluorescência in situ nos chips, seguida de análise biomolecular.

Introdução

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As células tumorais circulantes (CTCs) são significativas no prognóstico, diagnóstico e terapia anticâncer do câncer. A enumeração da CTC é vital, uma vez que as CTCs são raras e heterogêneas. A enumeração, a modificação da afinidade e a coloração clínica por imunofluorescência de CTCs raras são técnicas poderosas para o isolamento de CTC, pois oferecem os elementos necessários com altasensibilidade1. O número raro de células tumorais misturadas com sangue normal imita de perto o sangue real do paciente, uma vez que 2-3 mL de sangue real do paciente contém apenas 1-10 CTCs. Para resolver um problema experimental crítico, em vez de usar um grand....

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Protocolo

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As amostras de sangue dos pacientes foram fornecidas pelo Longhua Hospital Afiliado à Universidade Médica de Xangai.O protocolo segue as diretrizes do comitê de ética em pesquisa humana do Terceiro Hospital da Universidade de Pequim. Consentimento informado foi obtido dos pacientes para utilização das amostras para fins de pesquisa.

1. Pré-experimento para verificar a eficiência de captura com células tumorais cultivadas

  1. Cultura das células tumorais MCF-7, MDA-MB-231 e HeLa para determinação da eficiência de captura. Diluir a suspensão de células tumorais, contar o número de células tumorais e repetir até obter o ....

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Resultados

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Toda a configuração inclui uma bomba de seringa, uma seringa e um chip microfluídico. A suspensão celular na seringa é conectada à bomba da seringa, e a suspensão da célula é introduzida no chip microfluídico para capturar as células. A eficiência de captura para todos os cavacos microfluídicos utilizados foi de cerca de 90% ou mais. Para o chip de onda, projetamos microestruturas com lacunas variadas. Os pequenos gaps são usados para capturar os CTCs, e os big gaps são usados para acelerar a taxa de fluxo. A suspensão d.......

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Discussão

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O prognóstico e o diagnóstico precoce do câncer têm efeito significativo no tratamento do câncer1. O isolamento do CTC com chips microfluídicos oferece uma biópsia líquida sem invasão. No entanto, as CTCs são extremamente raras e heterogêneas no sangue1, o que torna difícil isolar as CTCs. As CTCs têm propriedades semelhantes às fontes tumorais originais das quais se originam. Assim, as CTCs desempenham um papel vital na metástase docâncer1.

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Divulgações

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Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

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Este trabalho de pesquisa foi apoiado pela Fundação de Ciências Naturais de Anhui da China (1908085MF197, 1908085QB66), a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (21904003), o Projeto de Pesquisa Científica da Comissão de Educação de Tianjin (2018KJ154), o Programa Provincial de Pesquisa em Ciências Naturais de Instituições de Ensino Superior da Província de Anhui (KJ2020A0239) e o Laboratório Chave de Xangai de Processamento de Informações Multidimensionais, Laboratório Chave de Informações Multidimensionais da China Oriental Processamento, Universidade Normal da China Oriental (MIP20221).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Calceína AMBIOTIUM80011
pipetas microcapilares calibradasSigma- AldrichP0799
CD45-PEBD Biosciences560975
CK-FITCBD Biosciences347653anticorpo monoclonal de citoqueratina
DMEMHyCloneSH30081.05
soro fetal bovino (FBS)GIBCO, EUA26140
Hoechst 33342Sondas Moleculares, Solarbio Corp., ChinaC0031
penicilina-estreptomicinaYing Biotecnologia confiável, China
Lise de glóbulos vermelhos (RBCL)Solarbio, PequimR1010

Referências

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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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