IBN desarrolla el biochip para investigar el efecto de drogas sobre las células madres del cáncer

Los Investigadores en el Instituto de la Bioingeniería y la Nanotecnología (IBN), bioingeniería del mundo la primera e instituto de investigación de la nanotecnología, han desarrollado un biochip miniaturizado para investigar el efecto de drogas sobre las células madres del cáncer (CSCs). Publicado recientemente en Hoy Nano, esta nueva tecnología podía reforzar el revelado de medicamentos para el cáncer más efectivos.Tecnología del Arsenal de la Gotita

En un tumor, un formulario de CSCs una clase pequeña y distinta de las células cancerosas que son más resistentes a la quimioterapia. Similar a las células madres encontradas en los tejidos humanos, CSCs puede producir y distinguir en diversos tipos de la célula. Si CSCs no se suprime, pueden repopulate el tumor y llevar a la repetición del cáncer. Por Lo Tanto, es importante que los investigadores entiendan la eficacia de drogas anticáncer contra CSCs. Sin Embargo, puesto que CSCs es tan escaso - componen el aproximadamente 1% de células cancerosas - su estudio ha sido obstaculizado por los métodos de cribado convencionales de la droga, que requieren volúmenes de muestra grandes y son lentos y costosos.

Las personas de los investigadores llevados por el Director Ejecutivo de IBN, Profesor Jackie Y. Ying, han desarrollado un análisis biológico miniaturizado llamado el Arsenal de la Gotita para realizar una investigación más barata, más rápidamente y más conveniente de la droga usando muestras limitadas.

En análisis biológicos tradicionales, los microplates - una placa plana con los receptores de papel múltiples en los cuales se colocan las muestras - son de uso general, y cada uno bien requieren por lo menos 2.500 o 5.000 células, estar presentes para el análisis viable. Por la comparación, el Arsenal de la Gotita de IBN es un plano, la placa de cristal rectangular en la cual una serie de manchas, cada 2 milímetros de diámetro, se arregla. Las muestras se miden con una pipeta en estas manchas minúsculas, haciéndolas aparecen como gotitas. La placa entonces está recubierta con una capa de aceite propietario para prevenir la evaporación y la contaminación cruzada entre las gotitas de la muestra durante el proceso que enjuaga. Un dispositivo acompañante de la banco de trabajo-parte superior para automatizar el proceso que enjuagaba de la placa también se ha desarrollado. Siendo un quinto de la talla del bien en un microplate estándar, cada mancha en el Arsenal de la Gotita de IBN requiere solamente 500 células para revisar. Esta reducción masiva en volumen de muestra no sólo salva el dinero, pero es también determinado ventajosa para estudiar cantidades escasas de células de meta, tales como CSCs.
Usando el Arsenal de la Gotita, los investigadores de IBN investigaron las reacciones de la droga de CSCs extrajeron de las células del pecho, del hígado y de cáncer de colon. Fue encontrado que las drogas quimioterapéuticas tales como doxorubicin, que inducen generalmente muerte celular en células cancerosas de hígado, demostraron eficacia pobre en el hígado CSCs. El CSCs de los tumores del pecho y del colon también mostró capacidad mucho mayor de sobrevivir los efectos de drogas anticáncer.

Los estudios Animales conducto para validar las conclusión del Arsenal de la Gotita. CSCs y los non-CSCs de tumores del hígado fueron implantados en dos diversos conjuntos de ratones al mismo tiempo. Después de 6 semanas, los tumores fueron formados en los ratones implantados con CSCs, mientras que los ratones sin CSCs no desarrollaron ninguna tumores. Los Tumores extraídos de los ratones con CSCs también mostraron la formación del vaso sanguíneo, que confirmó la propiedad de la uno mismo-renovación de estas células.

Las propiedades de resistencia a los medicamentos de CSCs se han discutido extensamente estos últimos años pero hasta ahora, ha sido desafiadora cuantificar esta correlación. Usando el Arsenal de la Gotita, los investigadores de IBN han demostrado con éxito que CSCs puede sobrevivir la quimioterapia e impulsar la metástasis.

Profesor Jackie Y. Ying dijo, “Las marcas del Arsenal de la Gotita un descubrimiento importante en conceptos de la nanotecnología y de la laboratorio-en-uno-viruta, y proporciona a una plataforma eficiente para la investigación y el revelado acelerantes de la droga. El estudio de las células madres del cáncer, particularmente, es una aplicación emocionante de esta tecnología para las industrias académicas y farmacéuticas. Esperamos que esto que encuentra facilite el revelado de medicamentos para el cáncer más efectivos. También esperamos leverage en las capacidades del Arsenal de la Gotita para complementar/reemplazamos los modelos animales para la prueba de la toxicidad de la droga, y desarrollamos nuevos diagnósticos del cáncer.”

Diseñado para la facilidad de empleo, este biochip miniaturizado es compatible con los instrumentos existentes del laboratorio, tales como programas de lectura de la placa y microscopios, y reduce el costo de ajuste y la necesidad de comprar el equipo adicional al adaptarse a esta nueva tecnología. La tecnología del Arsenal de la Gotita está siendo comercializada actualmente por la compañía del efecto de IBN primer, Curiox Biosystems Pte Ltd, como DropArray (TM).

Referencias:

1. Y.Y. Lee, K. Narayanan, S.J. Gao y J.Y. Ying, “Aclarando Propiedades de Resistencia a los Medicamentos en Células Madres Escasas del Cáncer Usando Microarray de la Gotita,” Hoy Nano, 7 (2012) 29-34.
2. H. Zhang, Y.Y. Lee, K.J. Leck, N.Y. Kim y J.Y. Ying, “Micropatterns Hidrofílico-Hidrofóbicos Reciclables sobre el Cristal para las Aplicaciones del Microarray,” Langmuir, 23 (2007) 4728-4731.

Sobre el Instituto de la Bioingeniería y de la Nanotecnología

Establecieron en 2003 y es encabezado al Instituto de la Bioingeniería y de la Nanotecnología (IBN) por su Director Ejecutivo, Profesor Jackie Yi-Ru Ying. Profesor Ying era Profesor de la Ingeniería Química en Massachusetts Institute of Technology (1992 - 2005). Al Instituto Americano de Representantes Técnicos Químicos en 2008 para su trabajo innovador sobre sistemas nanostructured, materiales nanoporous y matrices del ordenador principal para los puntos y los cables del quantum La reconoció como uno de “Cientos Representantes Técnicos de la Era Moderna”. Bajo su dirección, IBN conducto la investigación en el punta de la bioingeniería y de la nanotecnología. Sus programas se adaptan hacia la conexión de disciplinas múltiples a través de la ingeniería, de la ciencia y del remedio para producir los descubrimientos de la investigación que mejorarán atención sanitaria y nuestra calidad de vida. Para más información, visite por favor: www.ibn.a-star.edu.sg.