Persönliche Gesundheit

Blut Biopsie: Neue Technik ermöglicht eine detaillierte genetische Analyse von Krebszellen

Eine neue Art sauber zu trennen Krebszellen aus einer Blutprobe ermöglicht eine umfassende genetische Profilierung von Krebs-Zellen, die helfen könnten ärzte Ziel Tumoren und überwachen von Behandlungen effektiver.

Es ist eine dramatische Verbesserung gegenüber der aktuellen Ansätze, denn es umfasst auch die Abweichungen zwischen den Krebszellen innerhalb eines einzelnen Patienten.

„Das könnte ein ganz anderes Spiel“, sagte Max Wicha, der Madeline und Sidney Forbes Professor von Onkologie an der Universität von Michigan und leitender Arzt der Studie in „Nature Communications“.

Frühere Techniken gemeint, ein trade-off zwischen einer umfassenden genetischen Profil einer begrenzten Teilmenge von Krebszellen, oder erfassen die meisten der Krebszellen und nur in der Lage, für ein paar Gene. Als Ergebnis der genetischen profile oft vernachlässigt wichtige Populationen von Zellen—einschließlich der Zellen, glaubten die Ausbreitung von Krebs im Körper.

„Unsere chip ermöglicht es uns, zu erfassen reinen zirkulierenden tumor-Zellen und extrahieren Sie dann die genetische Informationen ohne jegliche Verunreinigung von roten und weißen Blutkörperchen,“ sagte Euisik Yoon, U-M professor of electrical engineering und computer science und senior-Autor auf der Studie.

Viele moderne Krebsmedikamente, die arbeiten durch zu gehen, nachdem die Zellen mit bestimmter Gene im Spiel sind—Gene, die Flagge Ihre Identitäten als Krebszellen. Aber diese Gene sind nicht gleichmäßig aktiv in ein patient ‚ s cancer cell population und verändern sich im Laufe der Behandlung.

Wiederholte Biopsien zur überwachung des Tumors sind schmerzhaft und potenziell gefährlich für den Patienten. Die Erfassung der Krebs-Zellen aus Blutproben bietet eine nicht-invasive Art und Weise zu beobachten, ob der Krebs verschwindet, oder ob es ist resistent gegen die Behandlung.

„Es ermöglicht Ihnen nicht nur zu wählen, zielgerichtete Therapien, aber eine überwachung der Auswirkungen dieser Therapien in Patienten dadurch Blut-test,“ sagte Wicha.

Mit dieser Methode, die das team gesammelt und analysiert 666 Krebszellen aus dem Blut von 21 Brustkrebs-Patientinnen.

Die genetische Analyse bestätigt, dass sogar innerhalb ein und desselben Patienten, die Krebs-Zellen oft Verhalten sich sehr unterschiedlich. Wicha hat die Gruppe bisher gezeigt, dass die Metastasierung von Krebs vermittelt wird, die von Krebs-Zellen haben die Eigenschaften von Stammzellen. Obwohl KrebsStammzellen machen nur ein paar Prozent der tumor-Zellen, Sie machen einen höheren Anteil der Krebszellen in die Blutbahn. In dieser Studie, ungefähr 30-50% von den Krebszellen aufgenommen wurden die Blutproben angezeigt Stammzellen-ähnliche Eigenschaften.

Diese population ist besonders leicht zu übersehen, mit Techniken, die capture-sauber-aber-unvollständig Proben von Krebszellen aus dem Blut von Patienten durch zu greifen Proteine auf den Zellen Oberflächen. Stammzellen-ähnliche Zellen auf einem Spektrum zwischen zwei mehr-typische Zell-Typen, was bedeutet, dass Sie nicht anzeigen, gleichbleibende protein-Marker.

Um eine saubere und unvoreingenommene set von Krebszellen aus einem Fläschchen des Blutes, das team begann mit einer Technik, die entfernt Blut Zellen durch Sortierung der Blutprobe nach Größe der Zelle. Beginnend mit etwa einer Krebs-Zelle eine Milliarde Zellen im Blut, ist dieser Schritt nur zu 95 oder so Blut-Zellen für jedes der Krebs-Zelle. Aber das ist immer noch viel zu kontaminiert für eine detaillierte genetische Analyse.

Die neue Methode, die die Forscher nennen Hydro-Seq, entledigt sich die letzten Blutzellen und analysiert dann jede Zelle.

Der Schlüssel-Technologie ist ein chip mit einem system von Kanälen und Kammern. Es fallen Krebs-Zellen ein zu einer Zeit durch die Zeichnung, die Flüssigkeit über einen Abfluss in jede Kammer, die eingesteckt werden, wenn eine Krebszelle kommt. Sobald die Kammer angeschlossen ist, die Zellen in dem Kanal passieren Sie durch und Sie mit hineingezogen in die nächste Kammer. Dann, zu „reinigen“ das Blut Zellen aus dem chip, Sie lief sauber fluid rückwärts durch den chip und zog ihn wieder heraus, wobei fast alle der rest von den kontaminierenden Zellen zusammen.

Mit einem sauberen Probe der isolierten Krebszellen, hat die Mannschaft der genetischen profile. Sie gingen nach den Zellen‘ „transkriptoms“—im Grunde, snapshots, was die DNA wurde gelesen und von jeder Zelle. Dabei zeigten die Zellen aktiven Gene.

Sie erfasst die transkriptome mit Strichcode versehene Perlen, eine Methode, die bis jetzt schwierig war, zu Verwendung mit kleinen zellproben. Das team setzte ein mit Strichcode versehenes Perle in jeder Kammer und dann geschlossen, die Kammern vor dem zerstören der Zellmembranen. Dadurch wurden die RNA—die kleinen bits des genetischen Codes kürzlich gelesen, dass von der Zelle, die die DNA, so dass die RNA angehängt barcoded genetischen code auf die Perle. Das team könnte dann analysieren Sie den Inhalt jeder Zelle separat.

„Bevor wir Messen könnte zwei oder drei Gene in einer Zeit mit Färbemethoden, aber jetzt bekommen wir ein umfassendes Bild von zirkulierenden tumor-Zellen durch die Messung von tausenden von Genen in jeder Zelle auf einmal,“ sagte Yu-Chih Chen, U-M assistant research scientist in electrical engineering und computer science und co-erste Autor auf der Studie.

Krebs-Behandlung kann ein bewegliches Ziel, mit Krebserkrankungen verändern Ihre Genexpression als Drogen töten, einige Zellen, andere aber nicht. Monika Burness, U-M assistant professor für innere Medizin und co-Autor der Studie, erwartet, dass sich mit dem neuen Gerät zu verfolgen, die Fortschritte der Patienten in eine bevorstehende Drogen-Studie.