Het effectief monitoren van kankercellen kan artsen helpen bij de behandeling en het beheer, waardoor de kankergerelateerde sterfte kan worden teruggedrongen. Kunnen niet-invasieve technologieën de weg vrijmaken voor verbeterde monitoring om de sterftecijfers door kanker terug te dringen? Diagnostische platforms die op niet-invasieve wijze de elektrische eigenschappen van kankercellen meten, zijn veelbelovend bij de vroege detectie van resistentie tegen kankermedicijnen en metastase. Onderzoek heeft aangetoond dat het mogelijk is om een ​​kankertype en de resistentiestatus ervan te begrijpen op basis van cellulaire permittiviteits- en geleidbaarheidsgegevens. Er is zelfs een toenemende vraag naar analytische methoden die snel de elektrische eigenschappen van een cel kunnen meten.

Elektrorotatie (ROT) biedt zo'n route om cellulaire eigenschappen vast te leggen door permittiviteit en geleidbaarheid af te leiden uit de beweging van een cel in een elektrisch veld. Dit maakt de karakterisering van het celtype en de toestand mogelijk door de frequentieafhankelijke rotatiebeweging ervan onder een gemoduleerd elektrisch veld te profileren. Er zijn echter beperkingen. De uitdaging is dat het vastleggen, meten en vervangen van cellen behoorlijk omslachtig is en de doorvoer van ROT-platforms verlaagt, waarbij doorvoer verwijst naar het aantal cellen dat een bepaalde technologie op een bepaald moment kan analyseren.

Onlangs hebben onderzoekers van de Tokyo University of Science (TUS) een continue stroom ROT (cROT) ontwikkeld om de nadelen van conventionele ROT aan te pakken. Het nieuwe platform maakt gebruik van microfluidics om continu de cellulaire dynamiek te meten en tegelijkertijd cellen vast te leggen om metingen op één apparaat te verzamelen. De gevalideerde bevindingen van de groep zijn onlangs gepubliceerd in Lab op een chip op 23 oktober 2023.

“Ik ontdekte dat kankercellen totaal verschillende reacties op elektrische velden hadden, terwijl ze er hetzelfde uitzagen. Dit impliceerde een zekere mate van individualiteit, en het idee om de verschillen te onderscheiden met behulp van ROT intrigeerde mij.” legt Dr. Masahiro Motosuke, een professor aan de afdeling Werktuigbouwkunde van TUS, en het project uit's hoofdonderzoeker. Hij voegt er verder aan toe: “Het verzamelen van nauwkeurige gegevens met behulp van ROT vereist echter de nauwkeurige plaatsing en verwijdering van één enkele cel, en ik wilde het proces van het analyseren van veel cellen eenvoudiger maken.”

De onderzoekers vervaardigden het nieuwe apparaat met opnieuw ontworpen interdigiterende elektroden die celrotatie induceren en een microkanaal voor celpassage. De geometrie van de elektrode vergroot het aantal cellen dat kan worden geanalyseerd en vermindert de tijd die nodig is om een ​​cel te vervangen wanneer metingen worden verzameld. Het elektrische veld dat in het microkanaal wordt aangelegd, maakt het analyseren van het rotatiegedrag van een continue stroom cellen mogelijk. Samen verhogen deze verbeteringen de doorvoer van het geautomatiseerde systeem. Het onderzoeksteam valideerde de nauwkeurigheid van het systeem door metingen van de permittiviteit van het celmembraan en de geleidbaarheid van het cytoplasma te verkrijgen van HeLa-cellen, een menselijke cellijn die vaak in onderzoek wordt gebruikt.

“Met onze cROT-techniek hebben we de meetdoorvoer aanzienlijk verhoogd tot 2,700 cellen per uur,” zegt prof. Motosuke over de belangrijkste bevindingen van het rapport. “Bovendien vereist het apparaat geen nauwkeurige celmanipulatie en profiteert het van snelle beeldverwerking bij het verwerken van de elektrische gegevens van de cellen,” voegt hij er verder aan toe. Andere voordelen van het nieuwe systeem zijn de hoge mate van automatisering en het gemak van installatie of verwijdering.

Het cROT-apparaat vertoont inderdaad een opmerkelijke verbetering van de doorvoer in vergelijking met traditionele ROT-platforms. Terwijl conventionele ROT-technieken doorgaans 10 tot 20 cellen per uur verwerken, bereikt het cROT-systeem een ​​indrukwekkende doorvoer van 2700 cellen per uur, wat meer dan 100 keer hoger is. Bovendien minimaliseert het cROT-systeem de tijd die nodig is voor celvervanging aanzienlijk.

Prof. Motosuke ziet een veelbelovende toekomst voor het cROT-systeem dat het team heeft ontwikkeld. “Met onze cROT-techniek hebben we het vermogen ontsloten om ons te verdiepen in de subtiele complexiteit van de dynamiek van eencellige cellen, inclusief aspecten als celfysiologie, de toestand van het celmembraan en de concentratie van intracellulaire ionen.”, benadrukt hij. Hij verwacht dat de snelle en nauwkeurige analyses die deze baanbrekende aanpak biedt, een katalysator zullen zijn voor substantiële vooruitgang op het gebied van de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen kanker, de diagnose en nieuwe celgebaseerde therapieën. Deze baanbrekende technologie opent deuren voor samenwerking en adoptie door prominente spelers in de oncologie-industrie, wat mogelijk een revolutie teweegbrengt in de manier waarop we kanker bestrijden.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.news-medical.net/news/20231211/Non-invasive-cancer-monitoring-takes-a-leap-forward-with-new-microfluidic-technology.aspx