Микрофлюидные устройства захватывают и анализируют отдельные раковые клетки
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали полностью интегрированное микрофлюидное устройство для анализа экспрессии генов в отдельных клетках. Устройство, описанное в Proceedings of the National Academy of Sciences, выполняет четыре ключевые операции на стеклянной пластине диаметром 100 мм:
- Захват единичных клеток
- Их лизис (разрушение)
- Обратную транскрипцию и амплификацию матричной РНК (mRNA) с помощью ПЦР
- Анализ и количественное определение амплифицированных нуклеиновых кислот с помощью капиллярного электрофореза
Полный анализ, от захвата клетки до получения данных, занимает менее 75 минут. Устройство способно одновременно измерять экспрессию 5–10 различных генов.
В качестве теста устройство использовали для анализа клеток Jurkat (T-лимфоциты), обработанных малыми интерферирующими РНК (siRNA), нацеленными на подавление белка GAPDH. Стандартный анализ клеточной популяции показал снижение экспрессии GAPDH до 21% от исходного уровня. Однако анализ отдельных клеток выявил две субпопуляции: в одной наблюдалось полное «молчание» гена GAPDH, а в другой — умеренное подавление, при котором экспрессия белка снижалась вдвое.
Одним из ограничений устройства является метод захвата клеток, требующий предварительного выращивания клеток в специальной среде для модификации их мембран.
Параллельно, группа исследователей под руководством Вэйхун Тана из Университета Флориды (Analytical Chemistry) разработала альтернативный метод селективного захвата раковых клеток в микрофлюидном канале с помощью аптамеров — коротких синтетических молекул ДНК или РНК, специфично связывающихся с белками-мишенями, подобно антителам.
Используя аптамер, нацеленный на клетки острого лимфобластного лейкоза, им удалось захватить около 80% целевых клеток из смеси с чистотой свыше 97%. Этот подход потенциально совместим с интегрированным анализатором mRNA.