In uno studio pubblicato il 7 novembre 2023 sulla rivista Microsystems &Nanoengineering , i ricercatori dello Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, dell'Accademia cinese delle scienze e della Shanghai Tech University, hanno sviluppato un innovativo sistema di rilevamento magnetico microfluidico (μFMS) per analizzare gli esosomi derivati dal tumore (TDE), potenziali biomarcatori per la diagnosi del cancro. Questo sistema innovativo potrebbe migliorare notevolmente la diagnosi precoce e il trattamento del cancro.
Nella metodologia del sistema di rilevamento magnetico microfluidico (μFMS), sonde di DNA a struttura tetraedrica (TSP) e Fe3 O4 le nanoparticelle magnetiche (MNP) modificate con aptameri CD63 creano sinergicamente sonde nano-reporter magnetiche (MNR). Questi MNR sono abilmente integrati in un chip microfluidico, che presenta microcanali a serpentina e un rilevatore magnetico basato su bobina di induzione, consentendo così il rilevamento rapido e altamente sensibile degli esosomi derivati dal tumore (TDE).
Il meticoloso processo di preparazione ha comportato la sintesi di specifiche sequenze di DNA per formare TSP e MNR. I chip microfluidici, realizzati con polidimetilsilossano (PDMS) e vetrini modificati con aldeide, sono progettati per immobilizzare efficacemente i TSP. L'estrazione dei TDE dalle linee cellulari U251 è stata ottenuta mediante ultracentrifugazione, seguita da una caratterizzazione dettagliata mediante microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e diffusione dinamica della luce (DLS).
I risultati significativi di questa ricerca includono le notevoli capacità di rilevamento del μFMS, che mostrano un intervallo dinamico compreso tra 1,98 × 10³ e 1,98 × 10⁷ particelle/ml e un limite di rilevamento di 1,98 × 10³ particelle/ml in soluzione salina tamponata con fosfato (PBS), mantenuto efficacemente anche in campioni di siero simulati. L'innovativo design a serpentina del chip microfluidico migliora sostanzialmente l'efficienza della cattura dei TDE, mentre l'incorporazione di TSP del DNA sulla superficie del chip aumenta la specificità del rilevamento dei TDE.
Il μFMS rappresenta un importante passo avanti nell'analisi TDE. La sua elevata sensibilità e specificità, unite al potenziale di facile integrazione in contesti clinici, aprono la strada al suo utilizzo nella diagnosi e nel monitoraggio precoce del cancro. Il successo di questo sistema nei campioni di siero clinico simulato rafforza il suo potenziale nelle applicazioni del mondo reale. La ricerca e lo sviluppo futuri si concentreranno sul perfezionamento di questa tecnologia per un uso clinico diffuso, trasformando potenzialmente la diagnostica e la terapia del cancro.
Ulteriori informazioni: Qiuling Qian et al, sistema di rilevamento magnetico microfluidico combinato con un test immunosandwich mediato dalla struttura del DNA per il rilevamento rapido e sensibile di esosomi derivati dal tumore, Microsistemi e nanoingegneria (2023). DOI:10.1038/s41378-023-00617-w
Informazioni sul giornale: Microsistemi e nanoingegneria
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
