В этой статье описывается применение автоматизированного оборудования для легкого и эффективного отделения и сбора веществ, таких как бесклеточная ДНК и циркулирующие опухолевые клетки, из цельной крови.
Методическая статья
В этой статье описывается применение автоматизированного оборудования для легкого и эффективного отделения и сбора веществ, таких как бесклеточная ДНК и циркулирующие опухолевые клетки, из цельной крови.
В последнее время жидкие биопсии стали использоваться для диагностики различных заболеваний, в том числе рака. Жидкости организма содержат много веществ, включая клетки, белки и нуклеиновые кислоты, происходящие из нормальных тканей, но некоторые из этих веществ также происходят из больной области. Исследование и анализ этих веществ в жидкостях организма играют ключевую роль в диагностике различных заболеваний. Поэтому важно точно отделить необходимые вещества, и для использования с этой целью разработано несколько методик.
Мы разработали устройство и платформу типа «лаборатория на диске» под названием CD-PRIME. Это устройство автоматизировано и имеет хорошие результаты по загрязнению образца и стабильности образца. Кроме того, он имеет преимущества хорошей доходности приобретения, короткого времени работы и высокой воспроизводимости. Кроме того, в зависимости от типа диска, подлежащего установке, плазма, содержащая бесклеточную ДНК, циркулирующие опухолевые клетки, мононуклеарные клетки периферической крови или пушистые оболочки могут быть разделены. Таким образом, приобретение различных материалов, присутствующих в жидкостях организма, может быть сделано для различных последующих применений, включая изучение омики.
Раннее и точное выявление различных заболеваний, в том числе онкологических, является важнейшим фактором в установлении стратегии лечения 1,2,3,4. В частности, раннее выявление рака тесно связано с повышением шансов на выживаемость пациента 5,6,7,8. В последнее время жидкие биопсии находятся в центре внимания для раннего выявления рака. Солидные опухоли подвергаются ангиогенезу и выделяют в кровь различные вещества. В частности, вкрови больных раком обнаружены циркулирующие ДНК (ctDNAs), циркулирующие РНК (ctRNAs), белки, везикулы, такие как экзосомы, и циркулирующие опухолевые клетки (CTC). Хотя существуют различия в количестве этих веществ, они последовательно наблюдаются не только на ранних стадиях, но и на более поздних стадиях 6,10. Однако эти индивидуальные различия очень высоки; например, количество бесклеточной ДНК (cfDNA), содержащей ctDNA, составляет менее 1000 нг, а количество CTC составляет менее 100 в 10 мл цельной крови у больных раком 11,12,13. Многие исследования характеризуют рак с использованием этих веществ, присутствующих в меньших количествах (например, cfDNA, ctDNA и CTC). Для получения точных результатов важно точно отделить небольшие количества веществ с высокой чистотой13,14. Обычно используются обычные методы центрифугирования, но они сложны в обращении и имеют низкую чистоту в зависимости от навыков пользователя. С момента открытия CTC было разработано несколько методов разделения, таких как центрифугирование или разделение по плотности, иммуногранула и микрофлюидные методы. С момента открытия ЦОК было разработано несколько методов сдерживания. Однако эти методы часто ограничены, когда необходимо изолировать клетки из различных чипов и мембран, используемых для их выделения15. Кроме того, методы маркировки требуют такого оборудования, как FACS, и существуют ограничения на последующий процесс из-за загрязнения маркировки.
В последнее время возросло использование жидких биопсий, и проводятся различные исследования для раннего выявления рака. Хотя этот метод прост, все еще существуют трудности в последующем анализе, и различные исследования пытаются преодолеть эти трудности16,17. Кроме того, многие сайты, включая больницы, требуют автоматизированных, воспроизводимых и высокочистых методов, которые удобны в использовании. Здесь мы разработали лабораторию на диске для автоматического отделения веществ от образцов крови после жидкой биопсии. Эти устройства основаны на принципе центрифугирования, микрофлюидики и захвата клеток размером с пору. Существует три типа дисков: LBx-1 может приобретать плазму и пышную оболочку, в то время как LBx-2 может приобретать плазму и PBMC из цельной крови объемом менее 10 мл; FAST-auto также может приобретать CTC с помощью мембраны, которая снимается с диска. До четырех дисков можно использовать за один прогон. Прежде всего, преимущество этого устройства и метода заключается в том, что он может получать различные вещества, полученные из рака, из одного и того же образца, используя небольшое количество крови. Это означает, что кровь пациента должна быть взята только один раз. Кроме того, он имеет преимущество в исключении ошибок из-за различий в периоде забора крови. Эта платформа проста в использовании и обеспечивает точные результаты для жидких биопсий и последующих применений. В этом протоколе введено использование устройства и картриджа.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все образцы цельной крови были получены от пациентов с раком легких. Исследования и анализ в Clinomics проводятся Научно-исследовательским институтом геномики рака, а одобрение исследований IRB правительством возглавляется Комитетом по институциональному обзору Медицинского центра Асана (IRB NO. 2021-0802) с номером IRB, зарегистрированным для исследований в Clinomics.
1. Пробоподготовка
2. Подготовка устройства
3. Работа устройства и сбор образцов
4. Обслуживание системы
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Целью этой методики является легкое и автоматическое выделение связанных с раком веществ из цельной крови. В частности, любой желающий может использовать эту технику во всех подходящих областях исследований и анализа. Одновременное и воспроизводимое разделение нескольких веществ в одном образце крови имеет значение при жидкой биопсии. Диски LBx-1 и LBx-2 используются для выделения плазмы и пышной оболочки или PBMC из цельной крови. На рисунке 1 показаны материалы, разделенные применением дан...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Количество и концентрация cfDNA и CTC зависит от индивидуальности, стадии и типа рака. Это также зависит от состояния больного 2,4,5,10,20. В частности, на ранних или предраковых стадиях рака концентрации связанных с раком веществ очень низкие, поэтому существует высокая вероятность того, что его невозможно обнаружить. Тем не менее, раннее выявление оказывает ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, связанного с данной работой.
Эта рукопись была частично поддержана Корейским фондом разработки медицинских изделий (KMDF, грант No RS-2020-KD000019) и Корейским институтом развития индустрии здравоохранения (KHIDI, грант No HI19C0521020020).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1% BSA (Бычий сывороточный альбумин) | Sigma-Aldrich | A3059 | |
| 1,5 мл Микроцентрифужная пробирка | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 15 мл Коническая пробирка | SPL | 50015 | |
| 4150 TapeStation System | Agilent | G2992AA | Лента для скрининга бесклеточной ДНК (Agilent, 5067-5630), буфер для образцов бесклеточной ДНК (Agilent, 5067-5633) |
| Apostle MiniMax Высокоэффективный набор для выделения ДНК без клеток | Apostle | A17622-250 | 5 мл X 50 подготовительная версия |
| BD Vacutainer пробирки для сбора крови | BD | 367525 | EDTA Пробирка для сбора крови (10 мл) |
| BioViewCCBS | Clinomics | Индивидуальная система Bioview. Оборудование для кастомизации на базе микроскопа Allegro Plus | |
| CD45 Моноклональное антитело (HI30), PE-Alexa Fluor 610 | Invitrogen | MHCD4522 | |
| FAST Автоматический картридж | Clinomics | CLX-M3001 | |
| LBx-1 | картридж Clinomics | CLX-M4101 | |
| LBx-2 | Clinomics | CLX-M4201 | |
| OPR-2000 инструмент | Clinomics | CLX-I2001 | |
| Защитное стекло | Marienfeld Superior | HSU-0101040 | |
| DynaMag 2 Магнитная подставка | Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
| Ficoll Paque Solution | GE здравоохранение | 17-1440-03 | градиент плотности раствор |
| Фильтрующий наконечник, 10 & микро; L | Axygen | AX-TF-10 | Наконечники для пипеток с аэрозольными барьерами рекомендуются для предотвращения перекрестного загрязнения. |
| Фильтрующий наконечник, 200 & микро; L | Axygen | AX-TF-200 | Наконечники для пипеток с аэрозольными барьерами рекомендуются для предотвращения перекрестного загрязнения. |
| Фильтрующий наконечник, 100 & микро; L | Axygen | AX-TF-100 | Наконечники для пипеток с аэрозольными барьерами рекомендуются для предотвращения перекрестного загрязнения. |
| Наконечник с фильтром, 1000 & микро; L | Axygen | AX-TF-1000 | Наконечники для пипеток с аэрозольными барьерами рекомендуются для предотвращения перекрестного загрязнения. |
| FITC anti-human CD326 (EpCAM) антитело | BioLegend | 324204 | |
| FITC Мышиный античеловеческий цитокератин | BD Biosciences | 347653 | |
| раствор формальдегида (35 мас. % в H2O) | Sigma Aldrich | 433284 | |
| Kimtech Science Wipers | Yuhan-Kimberly | 41117 | |
| Латексная перчатка | Microflex | 63-754 | |
| Штатив для разделения магнитных шариков | V& P Scientific | VP 772F2M-2 | |
| Ручное пипетирование (0,5-10 & микро; L) | Eppendorf | 3120000020 | |
| ручное пипетирование (2-20 & микро; L) | Eppendorf | 3120000038 | |
| ручное пипетирование (10-100 & микро; L) | Eppendorf | 3120000046 | |
| ручное пипетирование (20-200 & микро; L) | Eppendorf | 3120000054 | |
| ручное пипетирование (100-1000 & микро; L) | Монтажная среда Eppendorf | 3120000062 | |
| с DAPI - водная, флюорощиток | abcam | ab104139 | |
| для нормального контроля IgG человека | R& D Systems | 1-001-A | |
| OLYMPUS BX-UCB | Olympus | 9217316 | |
| Пан-цитокератиновое моноклональное антитело (AE1/AE3), Alexa Fluor 488 | Invitrogen | 53-9003-82 | |
| PBS (фосфатно-солевой буферный раствор) | Corning | 21-040CVC | |
| Портативный пипеточный помощник | Drummond | 4-000-201 | |
| Слайд-стекло | Marienfeld Superior | HSU-1000612 | |
| Коробка для окрашивания StainTray | Simport | M920 | |
| Стерильная серологическая пипетка (10 мл) | SPL | 91010 | |
| Triton Решение X-100 | Sigma Aldrich | 93443 | |
| TWEEN 20 | Sigma Aldrich | P7949 | |
| Цельная кровь | хранящаяся при температуре 4-8 °°; C путем сбора в ЭДТА или стабильную пробирку cfDNA: Если в цельной крови недостаточно 9 мл, добавьте PBS (фосфатно-солевой буфер) столько, сколько необходимо. | ||
| X-Cite 120Q (Осветитель люминесцентной лампы) | Excelitas | 010-00157 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение