Стеклянные фильтры повысят эффективность жидкостной биопсии
Александра Петрухина, PCR.news
Жидкостная биопсия — относительно новый способ ранней диагностики рака. С ее помощью можно обнаружить и проанализировать циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) и опухоль-ассоциированные фибробласты (ОАФ) в биологических жидкостях. ЦОК и ОАФ несут информацию о типе рака и могут использоваться в качестве маркеров для прогнозирования дальнейшего течения болезни. Группа ученых из Японии улучшила стеклянные фильтры для улавливания ЦОК и ОАФ из жидкостей. В своем исследовании они продемонстрировали фиксацию клеток рака легких, возможность их культивирования непосредственно на стекле и разработали метод визуализации фиксированных клеток.
ЦОК могут дать необходимую информацию о характере онкологического заболевания и механизмах метастазирования. Молекулярный анализ ОАФ расскажет о прогрессировании рака, так как фибробласты способны регулировать его развитие. К сожалению, содержание ЦОК и ОАФ в жидкостях организма невелико, что значительно усложняет анализ. Один из методов выделения их выделения — фильтрация. Авторы новой работы задались целью оптимизировать фильтрацию циркулирующих клеток из крови таким образом, чтобы увеличить их количество клеток и облегчить диагностику.
Они создали стеклянные фильтры толщиной 200 мкм с сотнями тысяч отверстий. Такая толщина оказалась оптимальной — стекло достаточно прочное и хорошо просматривается под микроскопом. Диаметр отверстий снизу был больше, чем сверху. Одной из задач было обеспечение возможности клеткам крови свободно проходить сквозь фильтр. Ученые протестировали различные комбинации размеров отверстий (15 мкм/6 мкм, 17 мкм/8 мкм и 19 мкм/10 мкм), чтобы выяснить, какая из них лучше всего справляется с задачей. Паттерн расположения отверстий подобрали так, чтобы их количество на фильтр было максимальным. Это необходимо для пропускания эритроцитов, лейкоцитов и стабилизации дифференциального давления между областью до фильтра и областью после него.
Первые эксперименты провели на крови с добавлением клеток рака легкого линии H358. Фильтры с диаметром верхних отверстий 8 мкм захватили 66% раковых клеток. Чтобы дополнительно снизить количество оставшихся на фильтре лейкоцитов, стекло обработали неадгезивным покрытием. Это повысило эффективность фиксации опухолевых клеток до 73%.
Оптимизированные фильтры протестировали на образцах крови пациентов с раком легкого. Из каждого образца было выделено от 3 до 9 ЦОК.
Эффективность фиксации фибробластов на фильтрах диаметром 8 мкм и неадгезивным покрытием в модельных экспериментах с культурой нормальных легочных фибробластов человека составила 90,4%±8,9%.
Ученые разработали систему FROG-CHIP для наблюдения за клетками во время фильтрации. С ее помощью они подобрали оптимальную скорость потока — 2 000 мкл/мин. При 4 000 мкл/мин нужные клетки проходили сквозь фильтр, в то время как клетки крови задерживались на фильтре.
Содержание ЦОК и ОАФ в крови очень мало́, особенно на ранних стадиях заболевания, поэтому довольно сложно получить необходимое количество клеток для дальнейших исследований. Ученые попробовали культивировать фиксированные H358 сразу же на стеклянных фильтрах — для этого эксперимента использовались фильтры с диаметром отверстия 6 мкм и неадгезивным покрытием. На третьи сутки были обнаружены сфероиды, которые затем увеличивались в размере. Окрашивание показало, что клетки остаются жизнеспособными даже на 10 день культивирования, а значит, их можно использовать для дальнейшей диагностики.
Таким образом, ученые успешно доработали фильтры для фиксации и изоляции ЦОК и АОФ из биологических жидкостей, предложили новую систему, способную визуализировать захваченные клетки, и показали, что фильтры пригодны для культивирования клеток рака. Использование улучшенных стеклянных фильтров может существенно облегчить проведение жидкостной биопсии и повысить ее эффективность.
Источник: Tanaka, H., Iwata, D., Shibata, Y. et al. High-performance glass filters for capturing and culturing circulating tumor cells and cancer-associated fibroblasts. // Science Reports
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru