Миниатюрный чип быстро распознаёт клетки крови на выбор

22.09.2010
Прибор, недавно испытанный в США, позволяет легко захватить специфический вид иммунных клеток и аккуратно изолировать их от остальных ингредиентов крови. Исследователи и медики надеются, что новый чип пригодится в подборе эффективного лечения после ожогов и травм, а также поможет понять, почему иногда иммунная система выходит из-под контроля организма.

Новое миниатюрное устройство нацелено на извлечение из образца крови нейтрофилов, одной из разновидностей лейкоцитов. Они отвечают за ответ иммунной системы при различного рода повреждениях, захватывая и уничтожая бактерии и другие вторгшиеся чужеродные агенты.

В то же время излишняя реакция нейтрофилов на травму способна привести к развитию общего воспаления — сепсиса — иной раз более опасного, чем исходная инфекция.

Нетрудно понять, почему определение свойств лейкоцитов у конкретного пациента поможет выбирать наиболее подходящие препараты и индивидуально регулировать иммунный ответ.

Научиться оперативно и без повреждений выделять нейтрофилы из крови для их последующего анализа — важно для успеха лечения. Но не только для него. Две молодые науки — геномика и протеомика — давно ждут такую технологию. Ведь до сих пор изоляция нейтрофилов из "валового" потока технически была сложна, а само выделение занимало слишком много времени.

К тому же прежняя процедура фильтрации порой убивала клетки либо непреднамеренно активировала в них некоторые молекулы, в самом пациенте не работающие, что нарушало картину.

Всё это не очень удобно для лабораторий, а для клинического применения и вовсе не годится. Потому столь ценно нынешнее изобретение.

Микропотоковый чип справляется с задачей выделения нейтрофилов за пять минут, причём ему хватает 150 микролитров крови, чтобы выдать достаточно клеток для анализа. А провести процедуру может медсестра прямо у постели больного.

Разработали новинку Кен Коц (Ken Kotz) из Центра медицинского инжиниринга массачусетского госпиталя, Кэрол Миллер-Грациано (Carol Miller-Graziano), директор лаборатории иммунобиологии университета Рочестера, и их коллеги из ещё доброй пары десятков американских университетов и научных центров.

Для изготовления сердцевины чипа из полидиметилсилоксана исследователи использовали фотолитографию. Отформованную деталь с микроканалами внутри запечатали меж двух стеклянных пластинок, добавив "бутерброду" входные и выходные отверстия.

Внутреннюю поверхность микроканалов в самом полимере покрыли (в качестве "биоклея") белком нейтравидином (neutravidin), а затем специфическими антителами, которые избирательно связываются с нейтрофилами. (Детали — в статье в Nature Medicine.)

Когда кровь проходит через внутренние каналы чипа, нейтрофилы "зацепляются" за антитела, а остальные компоненты крови идут дальше. Этот принцип, к слову, схож со схемой работы штрихкодового чипа крови.

После взятия пробы остаётся только воспользоваться набором реактивов для выделения из неё генетического материала и белков. Их уже можно определить и переписать существующими методами.

Новый прибор прошёл тесты с кровью нескольких реальных пациентов, у которых были различного рода травмы и воспалительные процессы.

Выделенные клетки крови успешно удалось "разобрать на кирпичики", идентифицировав кучу активных генов, участвующих в иммунном ответе.

Создатели биочипа проверили и его способность к хранению, показав, что после 12 месяцев "выдержки" в холодильнике чип не теряет своих "захватнических" свойств.

Вдохновлённые успехом авторы устройства уже распространили апробированный принцип на другие типы клеток. Учёные смогли с аналогичным чипом изолировать лимфоциты и сейчас работают над созданием такого же чипа для моноцитов.

Возможность быстрого избирательного анализа этих групп поможет исследователям детальнее разобраться с работой иммунной системы при различных заболеваниях.

http://www.membrana.ru


Новости и события
Более 52% крупных организаций страны внедряют искусственный интеллект в своей деятельности
17.01.2023

Зам. Председателя Правительства Дмитрий Чернышенко принял участие в церемонии подписания соглашения о сотрудничестве между бизнесом и государством по «дорожным картам» высокотехнологичных направлений, в том числе по искусственному интеллекту.

Соглашение по развитию высокотехнологичного направления «Технологии новых материалов и веществ»
17.01.2023

До 2030 г. по четырём направлениям (композиты, редкоземельные металлы, аддитивные технологии, цифровое материаловедение) предстоит разработать почти сотню новых продуктов.

Денис Мантуров посетил международный форум InnoFood 2022
29.09.2022

форум InnoFood 2022 – главная площадка диалог государства и бизнеса по актуальным вопросам FoodTech.