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Le nouveau dispositif peut détecter le cancer dans juste une goutte de sang

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Quelques types de cancer, tels que le cancer ovarien, tendent à demeurer non détectés jusqu'à ce qu'ils soient trop avancés pour que le traitement soit efficace. Maintenant, un outil innovateur peut pouvoir détecter le cancer facilement, rapidement, et dans des quantités minuscules de sang.

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Afin de trouver un simple, la façon efficace de l'identification dur-à-pour diagnostiquer des cancers, les chercheurs de l'université du Kansas (KU) en Lawrence et le centre de Cancer de KU et le centre médical de KU à Kansas City ont maintenant développé un dispositif de cancer-détection ultra-sensible.

Le dispositif, qui s'appelle « une puce 3-D-nanopatterned microfluidic, » pourrait avec succès détecter des marqueurs de cancer dans la goutte du sang la plus minuscule ou dans un composant du sang appelé le plasma.

L'auteur important Yong Zeng, un professeur agrégé de chimie à KU, et son équipe décrivent comment l'outil nouvel fonctionne dans un papier que le génie biomédical de nature de journal a édité.

Ce dispositif, les scientifiques expliquent, identifient et diagnostiquent le cancer par le « filtrage » pour les exosomes, qui sont les vésicules minuscules que quelques cellules eucaryotiques produisent.

Dans le cas des cellules cancéreuses, les exosomes contiennent l'information biologique qui peut diriger la croissance et la diffusion de tumeur.

« Historiquement, les gens ont pensé que les exosomes étaient comme “des sacs de déchets” que les cellules pourraient employer pour vider le contenu cellulaire que non désiré, » Zeng explique. « Mais, au cours de la dernière décennie, » il ajoute, les « scientifiques ont réalisé qu'ils étaient tout à fait utiles pour envoyer des messages aux cellules réceptives et communiquer l'information moléculaire importante dans beaucoup de fonctions biologiques. »

« Fondamentalement, les tumeurs envoient des exosomes empaquetant les molécules actives qui reflètent les caractéristiques biologiques des cellules parentales. Tandis que toutes les cellules produisent des exosomes, les cellules de tumeur sont vraiment en activité comparées aux cellules normales, » Zeng note.

Un outil de diagnostic de haut-sensibilité

Le dispositif nouveau est un outil nanoengineering à trois dimensions avec un modèle en arête de poisson qui des « peignes » pour des exosomes, les poussant pour entrer en contact avec la surface de la puce de l'outil pour l'analyse. Ce processus s'appelle le « transfert de masse. »

Les « gens ont développé des idées futées d'améliorer le transfert de masse dans des canaux de micro-échelle, mais quand les particules se rapprochent la surface de capteur, elles sont séparées par un petit espace du liquide qui crée la résistance hydrodynamique croissante, » note Zeng.

« Ici, nous avons développé une structure en arête de poisson nanoporous à trois dimensions qui peut vidanger le liquide dans cet espace pour apporter les particules en contact dur avec la surface où les sondes peuvent les identifier et capturer, » il explique plus loin.

Afin de développer ce dispositif de pointe, Zeng et équipe ont collaboré avec Andrew Godwin, qui est un expert en matière de biomarkers de tumeur et le directeur adjoint actuel du centre de Cancer de KU.

Pour examiner l'efficacité de la puce, les chercheurs avaient l'habitude les échantillons cliniques provenant des personnes avec le cancer ovarien, un type de cancer il est notoirement difficile de détecter que.

Ce faisant, l'équipe a constaté que la puce pouvait détecter la présence de ce cancer dans même la quantité la plus minuscule de plasma.

« Nos études de collaboration continuent à porter ses fruits et à avancer un secteur crucial dans la recherche sur et les soins aux patients le cancer — à savoir, outils innovateurs pour le dépistage précoce, » dit Godwin, précisant que, « ce domaine d'étude est particulièrement important pour des cancers tels qu'ovarien, donné la grande majorité de femmes est diagnostiqué à une étape avancée quand, tristement, la maladie est pour la plupart incurable. »

Applications cliniques multiples

Les chercheurs sont également captivés que le nouveau dispositif est facile à faire, aussi bien qu'être bon marché pour produire, signifiant que la vaste distribution pourrait être possible sans augmenter des coûts patients.

« Ce qui nous avons créé ici est une méthode nanopatterning à trois dimensions sans besoin de n'importe quel équipement de fantaisie de nanofabrication — un étudiant préparant une licence ou même un lycée que l'étudiant peut le faire dans mon laboratoire, » note Zeng.

« C'est si simple et bon marché il a le grand potentiel de traduire en arrangements cliniques, » il souligne, expliquant que l'équipe « [a] collaborant avec le Dr. Godwin et d'autres laboratoires de recherches au centre de Cancer de KU et au service moléculaire de biosciences pour explorer plus plus loin les applications de translation de la technologie. »

Encore plus important, Zeng et collègues arguent du fait que ce dispositif innovateur est, en principe, très adaptable. Ils croient qu'à l'avenir, les médecins pourraient l'employer pour diagnostiquer beaucoup de différentes formes de cancer, aussi bien que d'autres maladies.

« Maintenant, nous regardons des modèles de culture cellulaire, des modèles animaux, et également des échantillons patients cliniques, ainsi nous faisons vraiment de la recherche de translation pour déplacer le dispositif de l'arrangement de laboratoire à plus d'applications cliniques, » le chercheur d'avance dit.

« Presque toutes les cellules mammifères libèrent des exosomes, ainsi l'application n'est pas simplement limitée au cancer ovarien ou à aucun un type de cancer. Nous travaillons avec des personnes pour regarder les maladies neurodegenerative, sein et cancers côlorectaux, par exemple. »

Yong Zeng