تکنیک ها
غنی سازی میکروسیالی در تجزیه و تحلیل تک سلولی
غنی سازی میکروسیالی در تجزیه و تحلیل تک سلولی
شناسایی سلول های نادر
در برخی از سرطان ها ، سلول هایی می توانند از تومور به خون پخش شوند. این سلول ها به عنوان “سلول های تومور در گردش” شناخته می شوند و می توانند در مکان های ثانویه متاستاز کنند.
مشکل در شناسایی این ها کم بودن تعداد آنهاست ، به ویژه در مقایسه با گلبول های سفید خون که در کنار سلول های تومور در گردش خون وجود دارند.
این اعداد همچنین می تواند بین بیماران متفاوت باشد ، بنابراین روشهای جداسازی سلولهای تومور در گردش ممکن است برای برخی از بیماران مفید باشد اما در مورد دیگران نه.
مشکل دیگر این است که می تواند در سلول های تومور در گردش نیز تغییراتی وجود داشته باشد ، یعنی می توانند ناهمگن باشند. این می تواند مشکلاتی ایجاد کند ، اما همچنین تعداد کمی از این سلولهای تومور ناهمگن می توانند جهش خاصی داشته باشند که فقط در صورت حساسیت کافی تحلیل پایین دستی مشاهده می شود.
تلاش هایی برای بهبود تشخیص سلولهای تومور در گردش صورت گرفته است که با استفاده از تفاوت در اندازه ، آنتی بادی و رویکردهای مبتنی بر جریان شکل می گیرد. برخی از رویکردها موفق به بازیابی 95٪ سلولهای سرطانی شده اند ، اما سلولهای سفید خون باقی مانده می توانند برای برنامه های پایین دستی مشکل ایجاد کنند. به عنوان مثال ، هنگام مشاهده DNA برای دیدن جهش در سلولهای تومور ، اگر تعداد گلبولهای سفید خون (با DNA غیر تغییر یافته) زیاد باشد ، می توان آنها را مخفی کرد.
روشهایی که برای تشخیص سلولهای توموری در گردش استفاده می شود.
در حالی که روشهایی مانند مرتب سازی سلولهای فعال شده با فلورسانس (FACS) برای جداسازی گلبولهای سفید خون از سلولهای تومور در گردش استفاده شده است ، چون تعداد اولیه سلولهای تومور در گردش خون کم است ، می تواند مشکلاتی داشته باشد. از رویکردهایی مانند آسپیراسیون میکروپیپت و میکروتسیسیس لیزر استفاده شده است ، اما زمان بر است و بنابراین در تنظیمات بالینی کاربرد آن آسان نیست. بنابراین ، آیا روش دیگری وجود دارد که بتواند سلولهای تومور در گردش را بدون صرف وقت و رنج از دست دادن شناسایی کند؟
استفاده از محفظه ها
دستگاهی توسط یئو و شرکتش ایجاد شده است که از یک سیال کوچک (مبتنی بر مایعات) برای انتقال سلولهای منفرد به محفظه های کنترل استفاده می کند. در ابتدا ، سلولهای ورودی وادار میشوند که به یک جریان سلول واحد تبدیل شوند. اختلاف فشار سپس سلول ها را از این جریان اصلی به داخل محفظه های نگهدارنده منتقل می کند. ورود سلول به داخل محفظه نگهدارنده به معنای مسدود شدن محفظه است و این بدان معنی است که سلولهای دیگر نمی توانند وارد آن محفظه شوند و در عوض به محفظه خالی دیگری هدایت می شوند.
فشار در یک محفظه نگهدارنده خاص می تواند تغییر کند ، و این سلول را که در آن محفظه اشغال شده است به جریان اصلی و به درگاه جمع آوری باز شده هدایت می کند. سلولها به طور متوالی از اتاقهای نگهدارنده آزاد می شوند و با استفاده از روشهایی مانند ایمونوفلورسانس ، سلولهای خاصی را می توان از مخلوط سلولها جدا کرد. برای به حداقل رساندن مقدار سلولهای از دست رفته در فرآیند و افزایش تشخیص سلولهای هدف ، جریان بازیافت می شود تا دور دیگری از جذب سلول انجام شود.
بهینه سازی عملکرد
برای بهینه سازی ریکاوری سلولهای تومور در گردش ، محققان در ابتدا از مخلوط مهره های کوچک برای شبیه سازی سلولهای مختلف استفاده کردند. این قطرها 15 میکرومتر یا 20 میکرومتر بودند. آنها مشاهده کردند که مهره ها به ترتیب وارد محفظه های نگهدارنده می شوند و تا زمان فعال شدن حالت آزاد شدن باقی می مانند.
جداکردن سلولها در یک نمونه شبیه سازی شده
سپس محققان از سلولهای سفید خون و سلولهای MCF-7 استفاده کردند تا ببینند آیا امکان جداسازی وجود دارد یا خیر. سلولهای MCF-7 از تومور پستان مشتق شده اند و در این آزمایش سلولهای تومور در گردش را نشان می دهند. نسبتهای مختلف سلولهای MCF-7 به گلبولهای سفید خون استفاده شده. 1 MCF-7 تا درمقابل 1000 گلبول سفید (1: 1000) و 1: 100،000 بود.
برای شناسایی این دو نوع سلول ، محققان از دو نشانگر فلورسانس استفاده کردند. سیتوکراتین ، برای سلولهای MCF-7 و CD45 برای سلولهای سفید خون. سلول هایی که وجود سیتوکراتین را نشان می دهند به درگاه بازیابی منتقل شدند ، در حالی که سلول های دیگر به محل بازیافت هدایت شدند. به این ترتیب ، گلبولهای سفید خون به طور فعال از نمونه خارج شدند و یک نمونه خالص که فقط شامل سلولهای MCF-7 بود پشت سر باقی ماند.
سرعت و بازیابی
محققان اشاره کردند که یک نمونه از حدود 101000 سلول حدود 2-3 ساعت طول کشید تا جدا شود ، و حداقل سه چرخه برای بدست آوردن حدود 95٪ سلولهای MCF-7 لازم است و با استفاده از پنج دوره بهبودی از 95٪ به 99٪ افزایش یافت.
کاربرد
با داشتن این توانایی برای جدا کردن سلولها از یک جمعیت مخلوط ، این امکان را دارد که در کلینیک مورد استفاده قرار گیرد. می توان از آن برای تشخیص جهش هایی که در تومور یا زیرمجموعه تومور وجود دارد استفاده کرد و این را می توان در حین درمان نیز انجام داد تا ببینید جهش هایی که منجر به مقاومت در برابر درمان شوند ، ظهور می کنند یا خیر. این بدان معنی است که قبل از اینکه تومور فرصت گسترش بیشتری پیدا کند ، درمان می تواند به سرعت تغییر کند.
