Fiskeri efter en dårlig celle ud af billioner af gode

Kræftceller kan bryde væk fra en tumor og cirkulere gennem blodet. Der er få af kræftcellerne sammenlignet med billioner af blodlegemer. Nuværende metoder til at finde og udtrække disse cirkulerende tumorceller (CTC) er dyre og kan være uden for rækkevidde for medicinske faciliteter i landdistrikter.

Wei Li, en adjunkt i Texas Tech Department of Chemical Engineering, udvikler en ny teknologi, der kan gøre det muligt at plukke cirkulerende kræftceller ud af et par milliliter blod taget fra en patient.

"Kræftceller kan bryde fra et tumorsted og rejse gennem blodet for at finde en ny vært, skaber endnu en tumor, "sagde Li." At opdage disse celler tidligt kan hjælpe læger med at udtænke behandling meget tidligere. Og tidlig opdagelse af kræft er nøglen til overlevelse. "

Good Guys vs Bad Guys

Li, der kom til Texas Tech i 2014, arbejder med hule glasbobler, der er belagt med en særlig nanofilm, der tiltrækker kræftceller, men ikke blodlegemer. En blanding af kræftceller i blod sættes i et plastrør, der indeholder boblen, og den rystes i et par minutter. Kræftceller fastgjort på boblerne flyder til overfladen, mens normale blodlegemer synker til bunden.

"Målet er kun at fange de onde, kræftcellerne, "siger han." Ved at bruge en speciel polymercoating på toppen af ​​den hule boble kan vi forhindre fangsten af ​​de gode fyre, de almindelige blodlegemer. "

Li's teknologi, kombineret med nye mikroskoplinser, der kan fastgøres til en smart telefon, kan give læger, især i landdistrikter og underfinansierede områder, ny, hurtigere diagnosemuligheder.

"Denne teknologi kunne give læger et tidligt tip om, at kræft har spredt sig, "sagde han." Eller det kan være muligt at få en tidlig måde at vide, om en patients symptomer kan være kræft, og behandlingen skal bestemmes med det samme. "

I øjeblikket, magnetiske partikler bruges til at jagte CTC'erne, og en magnet trækker dem ud af blodet. Denne teknologi er dyr og findes normalt i storbyens medicinske faciliteter. En anden ulempe, Li siger, er, at denne metode kan producere falske positive resultater, da de normale blodlegemer også er knyttet til de magnetiske partikler. Hans brug af specifikke polymerbelægninger, der kun fanger kræftceller, reducerer antallet af falske positiver.

Det næste trin i Li's forskning er at samarbejde med forskere fra Texas Tech University Health Sciences Center Southwest Cancer Center om at anvende denne teknologi til blod hentet fra nuværende kræftpatienter.

Bevaring af celler i blodprøve

Li mener også, at hans teknologi har andre anvendelsesmuligheder end kræftopdagelse. Det samme system kunne bevare celler af interesse fra patientblod, der skal sendes til fjerne medicinske faciliteter til test.

"Storbyer har testfaciliteter, "sagde han." Men det gør landdistrikterne oftest ikke. Det er let at trække blod overalt, men at få foretaget nogle tests er en anden sag. Nogle tests skal udføres inden for fire timer efter at blodet er taget. "

Celler i blodet nedbrydes hurtigt, gør det svært at beholde over flere timer. Hvis Li's mikroboblesystem kan bevare celler af interesse fra blod i længere tid, blodet kan trækkes i fjerntliggende områder, og celleprøverne kan sendes til større testfaciliteter, sparer patienter tid og rejseudgifter.

"Vi tror, ​​at vores mikroboblesystem kunne bevare cellerne i lang nok tid til at få dem til et anlæg, "sagde han." Vi ved det ikke endnu, men det er den næste fase af vores forskning. "

Nano arkitektur

Li blev interesseret i kræftforskning, mens han var postdoktoral forsker ved Massachusetts Institute of Technology (MIT). Han er uddannet som polymer kemiker. En polymer er et stort syntetisk eller naturligt molekyle, der består af mange små gentagne molekyler, der danner grundlag for ting som plast.

"Jeg arbejdede i et laboratorium på MIT, der ledte efter en udvikling af nye biomedicinske anvendelser, især til kræftbehandling, "sagde han." Jeg blev interesseret i at se, om vi kunne bruge materialer i nanoskala til levering af medicin til kræft. "

Li begyndte at se på kræftcelles resistens over for lægemidler, og om nanopartikler kunne bruges som lægemiddelbærere til celler, der afviser kræftlægemidler. Li har for nylig brugt sit forskningsfokus på at se på brug af nanomaterialer til at opdage kræft.

Mens Li's arbejde er solidt inden for biomedicin, han er først og fremmest ingeniør. Han kalder sit værk for nano -arkitektur.

"Bag mit arbejde er evnen til at konstruere nanofilmer, "sagde han." Den vigtigste del af dette arbejde er nanofilmen, der dækker de hule glasmikrobobler. Jeg bygger lag for lag, en film med multifunktionelle ingredienser, der vil fange de onde og afvise de gode fyre. "

Li's forskning er detaljeret i en nylig online version af American Chemical Society journal Anvendte materialer og grænseflader