IBN sviluppa il biochip per lo studio dell'effetto delle droghe sulle cellule staminali del cancro

I Ricercatori all'Istituto della Bioingegneria e Nanotecnologia (IBN), bioingegneria del mondo la primi ed istituto di ricerca di nanotecnologia, hanno sviluppato un biochip miniaturizzato per lo studio dell'effetto delle droghe sulle cellule staminali del cancro (CSCs). Pubblicato recentemente nell'Oggi Nano, questa nuova tecnologia ha potuto amplificare lo sviluppo di droghe di cancro più efficaci.Tecnologia di Schiera della Gocciolina

In un tumore, in un modulo di CSCs una piccola e classe distinta di cellule tumorali che sono più resistenti alla chemioterapia. Simile alle cellule staminali trovate in tessuti umani, CSCs può produrre e differenziarsi nei tipi differenti delle cellule. Se CSCs non è sradicato, possono repopulate il tumore e piombo alla ricorrenza del cancro. Quindi, per i ricercatori è importante capire l'efficacia delle droghe anticancro contro CSCs. Tuttavia, poiché CSCs è così insufficiente - compongono circa 1% delle cellule tumorali - il loro studio è stato ostacolato con i metodi di vagliatura convenzionali della droga, che richiedono i grandi volumi di campione e sono lenti e costosi.

Un gruppo dei ricercatori piombo dal Direttore Esecutivo di IBN, il Professor Jackie Y. Ying, ha sviluppato un'analisi biologica miniaturizzata chiamata la Schiera della Gocciolina per realizzare la selezione più economica e più velocemente e più conveniente della droga facendo uso dei campioni limitati.

Nelle analisi biologiche tradizionali, i microplates - una lamina piana con i pozzi multipli in cui i campioni sono collocati - sono comunemente usati e ciascuno buono richiede ad almeno 2.500 o 5.000 celle, di essere presenti per l'analisi possibile. Tramite il confronto, la Schiera della Gocciolina di IBN è un piano, la lastra di vetro rettangolare su cui una serie di punti, ogni 2 millimetri di diametro, è sistemata. I campioni sono pipettati in questi punti minuscoli, facente li compaiono come le goccioline. La zolla poi è ricoperta di livello di petrolio privato per impedire l'evaporazione e la contaminazione trasversale fra le goccioline del campione durante il trattamento risciacquante. Un'unità sommità banco accompagnante per automatizzare il trattamento risciacquante della zolla egualmente è stata sviluppata. Essendo un quinto della dimensione dell'bene in un microplate standard, ogni punto sulla Schiera della Gocciolina di IBN richiede soltanto 500 celle per schermare. Questa riduzione massiccia del volume di campione non solo risparmia la moneta, ma è egualmente particolarmente vantaggiosa per lo studio delle quantità insufficienti di cellule bersaglio, quale CSCs.
Facendo Uso della Schiera della Gocciolina, i ricercatori di IBN hanno studiato le risposte della droga di CSCs hanno estratto dalle celle del petto, del fegato e di tumore del colon. È stato trovato che le droghe chemioterapeutiche quale doxorubicina, che inducono solitamente la morte delle cellule in cellule tumorali di fegato, hanno dimostrato l'efficacia difficile in fegato CSCs. Il CSCs dai tumori del colon e del petto egualmente ha mostrato la capacità molto maggior di sopravvivere agli effetti delle droghe anticancro.

Gli studi sugli animali Sono stati condotti per convalidare i risultati della Schiera della Gocciolina. CSCs e non-CSCs dai tumori del fegato sono stati impiantati in due serie differenti dei mouse allo stesso tempo. Dopo 6 settimane, i tumori sono stati formati nei mouse impiantate con CSCs, mentre i mouse senza CSCs non hanno sviluppato alcuni tumori. I Tumori estratti dai mouse con CSCs egualmente hanno mostrato la formazione del vaso sanguigno, che ha confermato i beni di auto-rinnovo di queste celle.

I beni di farmacoresistenza di CSCs ampiamente sono stati discussi negli ultimi anni ma finora, è stata provocatoria quantificare questa correlazione. Facendo Uso della Schiera della Gocciolina, i ricercatori di IBN hanno dimostrato con successo che CSCs può sopravvivere alla chemioterapia e determinare la metastasi.

Il Professor Jackie Y. Ying ha detto, “I segni di Schiera della Gocciolina un'innovazione significativa nei concetti del laboratorio-su-un-chip e di nanotecnologia e fornisce una piattaforma efficiente per la selezione e lo sviluppo acceleranti della droga. Lo studio sulle cellule staminali del cancro, in particolare, è un'applicazione emozionante di questa tecnologia per sia l'accademico che le industrie farmaceutiche. Speriamo che questo che trova faciliti lo sviluppo di droghe di cancro più efficaci. Egualmente speriamo di fare leva sulle capacità della Schiera della Gocciolina per complementare/sostituiamo i modelli animali per la prova della tossicità della droga e sviluppiamo i nuovi sistemi diagnostici del cancro.„

Progettato per facilità d'uso, questo biochip miniaturizzato è compatibile con gli strumenti attuali del laboratorio, quali i lettori della zolla ed i microscopi e diminuisce il costo di impostazione e la necessità approvvigionare la strumentazione supplementare quando si adatta a questa nuova tecnologia. La tecnologia di Schiera della Gocciolina corrente sta commercializzanda dalla società secondaria di IBN primo, PTE Srl di Biosistemi di Curiox, come DropArray (TM).

Riferimenti:

1. Y.Y. Lee, K. Narayanan, S.J. Gao e J.Y. Ying, “Delucidando i Beni di Farmacoresistenza in Cellule Staminali Insufficienti del Cancro Facendo Uso del Microarray della Gocciolina,„ Oggi Nano, 7 (2012) 29-34.
2. H. Zhang, Y.Y. Lee, K.J. Leck, N.Y. Kim e J.Y. Ying, “Micropatterns Idrofilo-Idrofobi Riciclabili su Vetro per le Applicazioni di Microarray,„ Langmuir, 23 (2007) 4728-4731.

Circa l'Istituto di Bioingegneria e di Nanotecnologia

L'Istituto della Bioingegneria e della Nanotecnologia (IBN) è stato fondato nel 2003 ed è condutto dal suo Direttore Esecutivo, il Professor Jackie Yi-Ru Ying. Il Professor Ying era il Professor dell'Ingegneria Chimica a Massachusetts Institute of Technology (1992 - 2005). È stata riconosciuta come uno “di Cento Ingegneri dell'Era Moderna„ dall'Istituto Americano degli Ingegneri Chimici nel 2008 per il suo lavoro approfondito sui sistemi nanostructured, sui materiali nanoporous e sulle matrici ospite per i punti ed i collegare di quantum. Nell'ambito della sua direzione, IBN conduce la ricerca al di avanguardia della bioingegneria e della nanotecnologia. I Sui programmi sono innestati verso il collegamento delle discipline multiple attraverso assistenza tecnica, scienza e medicina per produrre le innovazioni della ricerca che miglioreranno la sanità e la nostra qualità di vita. Per più informazioni, visualizzi prego: www.ibn.a-star.edu.sg.