Akustyczna ekstrakcja egzosomów zastąpi w przyszłości biopsje?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Komórki uwalniają egzosomy, czyli wyspecjalizowane pęcherzyki transportujące. Trafiają one do łatwo dostępnych płynów ustrojowych, np. krwi, śliny czy moczu. Naukowcy z MIT-u oraz innych uczelni opracowali metodę ich przechwytywania i diagnozowania w ten sposób nowotworów czy wad wrodzonych.

By wyizolować egzosomy z pełnej krwi, nowe rozwiązanie wykorzystuje technologię mikrocieczową i fale dźwiękowe. Koniec końców naukowcy chcą stworzyć przenośne urządzenie, które szybko zbada krew pacjenta, zastępując bardziej uciążliwe i czasochłonne ultrawirowanie.

Egzosomy często zawierają specyficzne cząsteczki, które stanowią sygnaturę określonych nieprawidłowości. Jeśli wyodrębni się je z krwi, można przeprowadzić analizy [...] - opowiada Ming Dao.

W 2014 r. ten sam zespół, w skład którego wchodzili m.in. Subra Suresh z Uniwersytetu Technologicznego Nanyang czy Tony Jun Huang z Duke University, odkrył, że można oddzielać komórki, wystawiając je podczas przepływu przez wąski kanalik na oddziaływanie fal dźwiękowych. Naukowcy podkreślają, że to delikatniejszy sposób niż inne metody sortowania komórek, które wymagają chemicznego znakowania bądź stosowania większych sił.

Nieco później akademicy odkryli, że na tej drodze można wyizolować z próbki krwi rzadkie komórki, np. nowotworowe. W ramach nowego studium zespół postanowił wychwytywać egzosomy, których przeciętna wielkość waha się od 30 do 150 nanometrów.

Uprzednie badania wykazały, że związki z egzosomów można uznać za markery m.in. nowotworów czy choroby nerek. Obecne metody izolowania egzosomów wymagają jednak wirowania przy wysokich obrotach, które niekiedy zajmuje całą dobę. Sama wirówka jest duża, a generowane siły odśrodkowe mogą uszkadzać pęcherzyki.

Fale akustyczne są o wiele delikatniejsze. Podczas oddzielania siły działają na cząsteczki tylko przez sekundę lub krócej, a to duży plus - przekonuje Dao.

Urządzenie składa się z kanału mikroprzepływowego i 2 przetworników akustycznych. Kiedy wytworzone przez nie fale dźwiękowe się spotykają, tworzą fale stojące, które generują serie węzłów ciśnieniowych. Gdy komórka bądź cząstka przepływa przez kanał i napotyka węzeł, ciśnienie spycha ją dalej od środka. Wielkość przesunięcia zależy od rozmaitych właściwości, w tym od wielkości i ściśliwości. W ten sposób można posegregować komórki różnej wielkości, nim dotrą do końca kanału.

By wyizolować egzosomy, naukowcy musieli zbudować urządzenie składające się z 2 takich jednostek. W pierwszej fale dźwiękowe usuwają z krwi komórki i płytki. W drugiej jednostce mikroprzepływowej wykorzystywane są fale dźwiękowe o wyższej częstotliwości. Za ich pomocą oddzielane są egzosomy i nieco od nich większe pęcherzyki zewnątrzkomórkowe.

Dzięki nowej technice przetworzenie 100 ml "surowej" krwi zajmuje mniej niż 25 minut. Chcieliśmy, by ekstrakcja egzosomów wysokiej jakości była tak prosta, jak wciśnięcie guzika [...] - podkreśla Huang.

 

 

« powrót do artykułu