يمكن أن تساعد مراقبة الخلايا السرطانية بشكل فعال الأطباء في العلاج والإدارة، وبالتالي تقليل الوفيات المرتبطة بالسرطان. هل يمكن للتقنيات غير الجراحية أن تمهد الطريق لتحسين المراقبة لتقليل معدلات الوفيات بالسرطان؟ توفر منصات التشخيص التي تقيس الخواص الكهربائية للخلايا السرطانية بشكل غير جراحي نتائج واعدة في الكشف المبكر عن مقاومة أدوية السرطان والورم النقيلي. أظهرت الأبحاث أنه من الممكن فهم نوع السرطان وحالة مقاومته للأدوية من خلال بيانات السماحية الخلوية والموصلية. في الواقع، هناك طلب متزايد على الأساليب التحليلية التي يمكنها قياس الخواص الكهربائية للخلية بسرعة.
يقدم الدوران الكهربائي (ROT) أحد هذه الطرق لالتقاط الخصائص الخلوية عن طريق استنتاج السماحية والتوصيل من حركة الخلية في مجال كهربائي. وهذا يسمح بتوصيف نوع الخلية وحالتها من خلال تحديد ملامح حركتها الدورانية المعتمدة على التردد تحت مجال كهربائي مُشكَّل. ومع ذلك، هناك قيود. ويكمن التحدي في أن التقاط الخلايا وقياسها واستبدالها أمر مرهق للغاية ويقلل من إنتاجية منصات ROT، حيث تشير الإنتاجية إلى عدد الخلايا التي يمكن لتقنية معينة تحليلها في أي وقت محدد.
في الآونة الأخيرة، قام باحثون من جامعة طوكيو للعلوم (TUS) بتطوير ROT التدفق المستمر (cROT) لمعالجة عيوب ROT التقليدية. تستفيد المنصة الجديدة من الموائع الدقيقة لقياس الديناميكيات الخلوية بشكل مستمر والتقاط الخلايا في نفس الوقت لجمع القياسات على جهاز واحد. تم نشر النتائج التي تم التحقق من صحتها والتي توصلت إليها المجموعة مؤخرًا في مختبر على رقاقة على 23 أكتوبر 2023.
"لقد اكتشفت أن الخلايا السرطانية لديها استجابات مختلفة إلى حد كبير للمجالات الكهربائية في حين أنها تبدو متشابهة. وهذا يعني درجة معينة من الفردية، وقد أثارت فكرة تمييز الاختلافات باستخدام ROT اهتمامي. يشرح الدكتور ماساهيرو موتوسكي، الأستاذ في قسم الهندسة الميكانيكية في TUS والمشروعالمحقق الرئيسي. ويضيف أيضًا: "ومع ذلك، فإن جمع البيانات الدقيقة باستخدام ROT يتطلب تحديد موضع خلية واحدة وإزالتها بدقة، وأردت أن أجعل عملية تحليل العديد من الخلايا أسهل.
قام الباحثون بتصنيع الجهاز الجديد باستخدام أقطاب كهربائية متداخلة مُعاد تصميمها والتي تحفز دوران الخلية وقناة صغيرة لمرور الخلية. تعمل هندسة القطب على زيادة عدد الخلايا التي يمكن تحليلها وتقليل الوقت اللازم لاستبدال الخلية أثناء جمع القياسات. يتيح المجال الكهربائي المطبق داخل القناة الدقيقة تحليل السلوك الدوراني من التدفق المستمر للخلايا. تعمل هذه التحسينات معًا على زيادة إنتاجية النظام الآلي. وتحقق فريق البحث من دقة النظام من خلال الحصول على قياسات السماحية لغشاء الخلية وموصلية السيتوبلازم من خلايا هيلا، وهي خط خلايا بشرية شائع الاستخدام في الأبحاث.
"لقد قمنا بزيادة إنتاجية القياس بشكل ملحوظ إلى 2,700 خلية في الساعة باستخدام تقنية cROT" يقول البروفيسور موتوسكي عن أهم النتائج التي توصل إليها التقرير. "علاوة على ذلك، فإن الجهاز لا يتطلب معالجة دقيقة للخلايا ويستفيد من المعالجة السريعة للصور عند معالجة البيانات الكهربائية للخلايا". ويضيف كذلك. ومن المزايا الأخرى للنظام الجديد درجة التشغيل الآلي العالية وسهولة التركيب أو الإزالة.
يُظهر جهاز cROT بالفعل تحسنًا ملحوظًا في الإنتاجية عند مقارنته بمنصات ROT التقليدية. في حين أن تقنيات ROT التقليدية تعالج عادةً ما بين 10 إلى 20 خلية في الساعة، فإن نظام cROT يحقق إنتاجية مذهلة تبلغ 2700 خلية في الساعة، وهو أعلى بأكثر من 100 مرة. علاوة على ذلك، فإن نظام cROT يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لاستبدال الخلايا.
يتصور البروفيسور موتوسكي مستقبلًا واعدًا لنظام cROT الذي طوره الفريق. "باستخدام تقنية cROT، أطلقنا العنان للقدرة على التعمق في التعقيدات الدقيقة لديناميكيات الخلية الواحدة، بما في ذلك جوانب مثل فسيولوجيا الخلية، وحالة غشاء الخلية، وتركيز الأيونات داخل الخلايا."، يؤكد. ويتوقع أن تكون التحليلات السريعة والدقيقة التي يقدمها هذا النهج المتطور حافزًا لتحقيق تقدم كبير في مجالات تطوير أدوية السرطان والتشخيص والعلاجات الجديدة القائمة على الخلايا. تفتح هذه التكنولوجيا المتقدمة أبواب التعاون والاعتماد من قبل لاعبين بارزين في صناعة علاج الأورام، مما قد يحدث ثورة في الطريقة التي نكافح بها السرطان.
يودا، ك.، وآخرون. (2023). الدوران الكهربائي بالتدفق المستمر (cROT): تحسين توصيف الإنتاجية للخصائص العازلة للخلايا السرطانية. مختبر على رقاقة. doi.org/10.1039/D3LC00301A.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.news-medical.net/news/20231211/Non-invasive-cancer-monitoring-takes-a-leap-forward-with-new-microfluidic-technology.aspx
