Rilevare le cellule tumorali senza marcatori
Singole cellule tumorali si staccano dal tumore e si diffondono in tutto il corpo attraverso il flusso sanguigno. La diagnosi precoce di queste cellule circolanti può aiutare i medici a intervenire per tempo e a ridurre il rischio di diffusione del cancro. Stavros Stavrakis presenta un promettente metodo diagnostico.
Stavros, perché è difficile rilevare le cellule tumorali circolanti?
? il problema dell'ago nel pagliaio. Le cellule tumorali si diffondono attraverso il flusso sanguigno. La concentrazione tipica è di una cellula tumorale in un millilitro di sangue, ma ci sono anche 100 milioni di globuli rossi, un milione di globuli bianchi e altri componenti che oscurano la misurazione. Per rilevare le cellule tumorali, dobbiamo purificare il campione o lavorare con un throughput ultraveloce, o entrambi.
Avete risolto il problema con un nuovo componente microfluidico. Chi siamo può dirci di più sul vostro approccio?
I dispositivi microfluidici sono spesso definiti tecnologia lab-on-a-chip. Tutto è miniaturizzato. I campioni liquidi vengono fatti passare attraverso capillari di dimensioni microscopiche, che vengono funzionalizzati a seconda delle esigenze. Il vantaggio è il piccolo volume di campione necessario per riempire i chip.
Abbiamo depositato una domanda di brevetto per un componente microfluidico che misura le dimensioni e la deformabilità delle cellule. Le cellule tumorali possono essere riconosciute dalla loro deformabilità. La parete cellulare è meno rigida rispetto alle cellule sane. Ciò significa che le cellule tumorali si deformano maggiormente sotto pressione.
Come si misura la deformabilità con il dispositivo microfluidico?
Facciamo passare le cellule attraverso un canale microfluidico che si restringe a 15 micrometri. Nel segmento di canale ristretto, il flusso del fluido accelera e le cellule si allungano nella direzione del flusso. Esiste un rapporto caratteristico tra dimensioni e deformazione a seconda del tipo di cellula. In base a questo rapporto identifichiamo le cellule tumorali. Non è necessario etichettare ulteriormente le cellule tumorali, ad esempio con un marcatore fluorescente.
E il segreto del throughput ultraveloce?
In principio, riduciamo l'attrito, evitiamo l'intasamento e parallelizziamo il processo. In questo modo, misuriamo 100.000 cellule al secondo, ovvero due ordini di grandezza più velocemente rispetto all'attuale stato dell'arte. Grazie a questa velocità, possiamo rilevare eventi rari come le cellule tumorali circolanti.
Quando sarà decisa la vostra tecnologia per le cliniche?
Abbiamo già avviato una collaborazione con l'Ospedale universitario di Zurigo, che va in una direzione simile. In questo caso stiamo ottimizzando il nostro componente per la misurazione delle cellule B. Si tratta di una sottocategoria di cellule B. Si tratta di una sottocategoria di globuli bianchi. L'obiettivo è quello di diagnosticare la leucemia linfocitica cronica.
Contatti/Link:
https://www.demellogroup.ethz.ch/
Altre pubblicazioni del gruppo "Ingegneria enzimatica per l'industria": /en/industry/industry/news/data/2021/06/enzyme-engineering-for-industry.html
""Applicazione del principio della farfalla": /en/news-and-events/eth-news/news/2022/02/applying-the-butterfly-principle.html
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