Forskere bruger NanoVelcro og temperaturkontrol til at udtrække tumorceller fra blod

(Phys.org) - En international gruppe ledet af forskere ved UCLA's California NanoSystems Institute har udviklet en ny metode til effektivt at udvinde og analysere kræftceller, der cirkulerer i patienters blod.

Cirkulerende tumorceller er kræftceller, der bryder væk fra tumorer og rejser i blodet, leder efter steder i kroppen for at begynde at vokse nye tumorer kaldet metastaser. Fangst af disse sjældne celler ville give læger mulighed for at opdage og analysere kræften, så de kunne skræddersy behandlingen til individuelle patienter.

I sit laboratorium ved UCLA California NanoSystems Institute, Hsian-Rong Tseng, professor i molekylær og medicinsk farmakologi, brugte en enhed, han opfandt til at fange cirkulerende tumorceller fra blodprøver.

Enheden, kaldet NanoVelcro Chip, er en chip i frimærke i størrelse med nanotråde, der er 1, 000 gange tyndere end et menneskehår og er belagt med antistoffer, der genkender cirkulerende tumorceller. Når 2 ml blod løbes gennem chippen, tumorcellerne klæber til nanotråde som velcro.

Fangst af tumorcellerne var bare en del af kampen, selvom. For at analysere dem, Tsengs team havde brug for at kunne adskille cellerne fra chippen uden at beskadige dem.

I tidligere forsøg med NanoVelcro, forskerne brugte en teknik kaldet laser capture microdissection, der var effektiv til at fjerne individuelle celler fra chippen uden at beskadige dem, men metoden var tidskrævende og arbejdskrævende og det krævede højt specialiseret udstyr.

Nu har Tseng og hans kolleger udviklet et termoresponsivt NanoVelcro -rensningssystem, hvilket gør dem i stand til at hæve og sænke temperaturen på blodprøven for at fange (ved 37 grader Celsius) og frigive (ved 4 grader Celsius) cirkulerende tumorceller ved deres optimale renhed. Polymerbørster på NanoVelcros nanotråde reagerer på temperaturændringerne ved at ændre deres fysiske egenskaber, giver dem mulighed for at fange eller frigive cellerne.

Fordi det kunne gøre udtrækning af kræftcellerne meget mere effektivt og omkostningseffektivt på et tidspunkt i en patients liv, hvor information er nødvendig så hurtigt som muligt, Tseng sagde, at det kunne tænkes, at det nye system vil erstatte laseroptagelsesmikrodissektion som standardprotokol.

"Med vores nye system, vi kan kontrollere blodets temperatur - som kaffehuse ville med en espressomaskine - for at fange og derefter frigive kræftcellerne i stor renhed, "sagde Tseng, som også er medlem af UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center. "Vi kombinerede det termoresponsive system med nedstrøms mutationsanalyse for med succes at overvåge sygdomsudviklingen hos en lungekræftpatient. Dette viser vores enheds translationelle værdi ved håndtering af ikke-småcellet lungekræft med underliggende mutationer."

Undersøgelsen blev offentliggjort online af tidsskriftet ACS Nano .