طرح ها

حسگر تشخیص اثر متاستاز سلولهای سرطانی


یکی از حوزه‌های استفاده از حسگرهای زیستی در سرطان، تشخیص قابلیت تهاجم سلول‌های سرطانی متاستاتیک و مکانیزم عملکرد آنها است. سادگی ستاپ اندازه‌گیری و مکانیزم جمع‌آوری داده‌ها و تجزیه و تحلیل آنها یکی از گلوگاه‌های استفاده از این حسگرها می‌باشد.

میزان متاستاتیک بودن سلول‌های سرطانی را می‌توان با توانایی تهاجم یک سلول سرطانی به بافت‌های اطرافش درجه‌بندی کرد که از رگهای خونی آغاز می‌شود. آن دسته از سلول‌های سرطانی که از سلول‌های رگی عبور کرده‌اند، که با CTC شناخته می‌شوند، می‌توانند به بافت‌های متصل دیگر حمله کنند و منجر به درجه‌های بالاتر متاستاز شوند. به دلیل اثرات بیان پروتئین‌ها، میزان قدرت تهاجم سلول‌های سرطانی به بافت‌های رگی را می‌توان نشانه‌ای از قدرت متاستاز سلول‌های توموری دانست. با این‌حال، بررسی بیان پروتئین‌های مربوط به متاستاز، به‌خصوص وقتی تعداد سلول‌های سرطانی کم باشد، نیاز به فرآیند‌های پیچیده بیوشیمی به همراه بایومارکرهای گران قیمت و اپراتورهای زبده دارد. می‌توان اجزای مختلف برهم‌کنش سلول سرطانی با بافت اندوتلیال را در خارج از بدن، با درگیر قراردادن یک لایه سلول رگی (HUVECs) با سلول‌های توموری شبیه‌سازی کرد. تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی و میکروسکوپ تمایز فازی بیان می‌کند که رفتارهای درون بدنی تا حد خوبی مشابه رفتارهای بیرون بدنی است. با این حال، ساخت سیستم تشخیصی مجتمع برای بررسی درجه متاستاز تومور نامعلوم به سدهای اندوتلیال هنوز هم به عنوان مساله‌ای اساسی و پیچیده مطرح است. بدین منظور روش‌هایی بر پایه افزاره‌های میکروفلوئیدیک معرفی شده‌اند که دارای محدودیت‌ها و مشکلات زیادی هستند، ازجمله آنکه اغلب این افزاره‌ها نیاز به تعداد زیادی سلول‌های سرطانی برای برهمکنش با سلول‌های رگی دارند که متفاوت با  آن چیزی است که در بدن رخ می‌دهد.

در این طرح، روشی بر پایه اندازه‌گیری امپدانس معرفی می‌گردد. در این روش بررسی تهاجم سلول‌های سرطانی به سلول‌های رگی با استفاده از حسگر بسیار ارزان با روش ساخت ساده و بر پایه سطوح زبر شده در مقیاس نانویی انجام می‌شود. در این افزاره، سلول‌های رگی برروی سطح زبر شده در مقیاس نانویی که میکرو الکترودهایی از جنس طلا برروی آن قرار گرفته است نشانده می‌شوند. به دلیل کاربرد سطح زبر شده نانویی چسبندگی سلول‌ها به سطح بدون استفاده از لایه‌های چسبنده افزایش می‌یابد. همچنین استفاده از سطوح نانویی به برقراری اتصال مستقیم بین سطح و سلول کمک شایانی می‌کند و موجب افزایش کیفیت سیگنال دریافتی برای تشخیص اثر تعداد کم سلولهای سرطانی برروی سلول‌های رگی می‌شود.

پس از نشاندن سلول‌های رگی برروی سطح حسگر زیستی (۱۰ ساعت پس از نشاندن سلول‌های رگی)، امپدانس حسگر به‌عنوان امپدانس زمینه اندازه‌گیری می‌شود. پس از آن تراکم کمی از سلول‌های سرطانی سینه از نوع MDA-MB231 به حسگرهای پوشیده شده با سلول‌های رگی افزوده شد. نسبت سلول‌های متاستاتیک به سلول‌های رگی ۱ به ۱۰ انتخاب شده است. همچنین برای بررسی اینکه تغییرات متاثر از متاستاتیک بودن سلول‌های سرطانی می‌باشد، همین آزمایش با سلول‌های غیرمتاستاتیک نظیر MCF-7 تکرار و به‌منظور دستیابی به الگوی مناسبی برای تشخیص، نتایج مقایسه شد. از عکس‌های اپتیکی پشت سرهم در زمان‌های کوتاه و عکس‌های میکروسکوپ الکترونی برای بررسی بیشتر برهمکنش سلول‌ها با یکدیگر نیز استفاده شد. تغییرات چشمگیر در امپدانس تنها چند ساعت پس از برهمکنش سلولهای سرطانی با لایه رگی مشاهده گردید. نفوذ جریان از لایه رگی آسیب دیده توسط سلولهای سرطانی به طور مشهودی امپدانس حسگر را کاهش داد. همچنین مشاهده شد که سلول‌های غیرمتاستاتیک نظیر MCF-7 نتوانستند تغییرات چندانی بر امپدانس حسگر اعمال نمایند.

 

  • بررسی میزان متاستاتیک بودن سلول‌های سرطانی
  • بررسی اثر داروهای ضد سرطان برروی سلول‌های سرطانی
  • مطالعه برهمکنش سلول‌های سرطانی با سلولهای رگی

 

  • سادگی
  • ارزان قیمت بودن
  • در دسترس بودن
  • دقت بالا
برگشت