В исследовании профессор Юн-Кён Чо из Life Science, руководитель группы Исследовательского центра мягкой и живой материи IBS (CSLM), представил интегрированную центробежную микрофлюидную платформу (Exodisc), устройство, которое изолирует внеклеточные везикулы (EV) из мочи.Результаты исследования опубликованы в февральском номере журнала ACS Nano. Исследовательская группа ожидает, что это может быть потенциально полезно в клинических условиях для тестирования биомаркеров на основе ЭВ в моче для диагностики рака.
Внеклеточные везикулы (EV) представляют собой нанопузырьки клеточного происхождения (размером 40-1000 нм), присутствующие практически во всех типах жидкостей организма, которые играют жизненно важную роль в межклеточной коммуникации и участвуют в транспортировке биологических сигналов для регулирования различных клеточных функций. .Несмотря на возрастающее клиническое значение ЭМ как потенциальных биомаркеров в диагностике и прогнозе различных заболеваний, современные методы выделения и анализа ЭМ страдают от сложных процедур с длительным временем обработки. Например, даже ультрацентрифугирование (UC), наиболее часто используемый метод выделения EV, требует длительных этапов, включающих центрифугирование и сбор больших объемов образцов, а результаты страдают от низкого выхода и чистоты.
Чтобы преодолеть эти ограничения, профессор Чо представил новую платформу «лаборатория на диске» для быстрого, селективного по размеру и эффективного выделения и анализа наноразмерных ЭВ из сырых биологических образцов, таких как супернатант клеточной культуры (CCS) или раковые клетки. моча пациента.«Exodisc состоит из двух независимых блоков фильтрации (размером 20 нм и 600 нм) внутри микросхемы в форме диска, что позволяет имитировать обработку двух разных образцов», — говорит Хён-Кён У (магистрант, магистр естественных наук и докторантура). Наука), первый автор исследования. «При вращении диска образец мочи проходит через два встроенных нанофильтра, что позволяет обогащать одноразовые электромобили в диапазоне размеров от 20 до 600 нм».
Размеры отверстий в нанопористых фильтрах, установленных на Exodisc, были установлены произвольно, чтобы эффективно отделить наноразмерные везикулы от микробов или ненужных белков. Прямое обнаружение ЭВ в моче пациентов с раком мочевого пузыря было успешно подтверждено с помощью твердофазного иммуноферментного анализа на диске (ИФА).«Используя Exodisc, можно выделить электромобили из необработанных образцов в течение 30 минут», — говорит профессор Чо. «Процесс прохождения через фильтр центробежной силы выполняется автоматически, эффективно восстанавливая обогащенные электромобили».В ходе исследования группа исследователей изучила клинические образцы, проанализировав ЭМ в моче пациентов с раком мочевого пузыря, используя центробежную микрофлюидную систему размером с настольный компьютер.
В результате за 30 мин было достигнуто полностью автоматическое обогащение одноразовых ЭВ размером от 20 до 600 нм. Количественные испытания.
«ИФА на диске с использованием мочевых ЭВ, выделенных от пациентов с раком мочевого пузыря, показал высокие уровни экспрессии CD9 и CD81, что позволяет предположить, что этот метод может быть потенциально полезен в клинических условиях для тестирования биомаркеров на основе ЭВ в моче для диагностики рака», — говорит Виджая Сункара из Life Наук, соавтор.«В настоящее время мы проводим дальнейшие исследования для определения различных заболеваний, включая рак, путем анализа собранных наночастиц», — говорит профессор Чо. «Мы надеемся, что это устройство может внести значительный вклад в продвижение исследований, связанных с биологией опухолей, и ускорение практического использования жидких биопсий на основе EV для персонализированной медицины в клинических условиях», — говорит профессор Чо.