Enkeltcellet mRNA-cytometri via sekvensspecifik nanopartikelklyngning og fangst

Prostatakræft er den næsthyppigste kræftsygdom hos mænd og den femte hyppigste dødsårsag af kræft hos mænd på verdensplan. ifølge 2012-tal. Mens der findes flere levedygtige behandlingsmuligheder for prostatacancer, mange mænd ramt af prostatakræft vil ikke reagere på førstelinjebehandlinger. Forskere ved Institut for Farmaceutiske Videnskaber ved Leslie Dan Det Farmaceutiske Fakultet, University of Toronto har udviklet en ny teknologi til flydende biopsi for at identificere, hvilke patienter der muligvis ikke reagerer på standardbehandling, før den er leveret.

"Screening for lægemiddelresistens er nøglen til at forbedre behandlingsmetoder for mange kræftformer, " sagde Shana Kelley, videnskabsmand og professor ved Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto. "Det er vigtigt for patienterne ikke at være i behandling, der ikke hjælper dem, og det er også vigtigt for sundhedssystemerne at undgå, når det er muligt, at levere ineffektive behandlinger."

Evnen til at screene patienter ved hjælp af en blodprøve i modsætning til mere invasive teknikker, der kræves til konventionelle biopsier, er også et skridt fremad.

Kelly, ledende efterforsker på undersøgelsen offentliggjort i dag i Naturkemi , forklaret, hvordan hendes team har avanceret en helt ny tilgang ved hjælp af magnetiske nanopartikler med DNA-indfangningsprober på deres overflade, der kan målrette cirkulerende tumorceller (CTC'er) i blodprøver for at se, om cellerne indeholder biomarkører forbundet med lægemiddelresistens. "Vi kan derefter fange de individuelle magnetiserede celler i en mikrofluidisk enhed bygget i laboratoriet, isolere dem fra alle de andre celler i prøven og give os mulighed for at udføre meget følsom analyse, " sagde Kelley. Cellerne med det højeste magnetiske indhold vil også have høj mRNA-ekspression for biomarkøren forbundet med lægemiddelresistens.

"Det betyder, at patienter med høj mRNA-ekspression bør overvejes til andre behandlinger, fordi de ikke vil reagere på førstelinjebehandlingen."

Målretning mod CTC'er, de celler, der er ansvarlige for spredning af kræft, er vigtigt, fordi de bærer information fra den primære tumor, der kan informere behandling; imidlertid, de er i undertal med en milliard-til-en af ​​normale celler i en patients blod og er derfor ekstremt udfordrende at fange. I 2016 Kelley og hendes team offentliggjorde en undersøgelse i Natur nanoteknologi som først introducerede den mikrofluidiske enhed, og hvordan den kunne bruges til at fange og analysere CTC'er. Den nuværende undersøgelse bygger på dette tidligere arbejde ved yderligere at målrette en specifik biomarkør inden for CTC'erne.

De analyserede blodprøver blev indsamlet fra en lille kohorte af patienter, der var i behandling for metastatisk prostatacancer. Hos 10 af de testede patienter, CTC'er blev visualiseret, men kun fire af patienterne udviste biomarkøren forbundet med lægemiddelresistens. Dette fund viser, at den nye metode kan give både et CTC-tal og en analyse af den klinisk relevante biomarkør.

"Vi er meget begejstrede, fordi det er som at finde en nål i en høstak. Det baner vejen for et ligetil og personligt screeningsværktøj, der gør det muligt for klinikere at se, om en patient vil reagere på terapi eller ej. Vores metode er også hurtig, præcis og billig, hvilket giver det et reelt potentiale for klinisk optagelse, " sagde Kelley.

Med hensyn til de næste skridt, fundet skal gentages i en større undersøgelse, Kelley forklarede. Hendes team er også fokuseret på at "opskalere" og udvide anvendelsen af ​​denne teknologi til andre former for kræft og andre sygdomme.

"Væskebiopsi er et af de mest lovende værktøjer til behandling af kræft, " sagde Kelley "og vi er begejstrede for potentialet i vores teknologi til at strømline denne type test."