Étudiant développe dispositif microfluidique pour aider les scientifiques à identifier des marqueurs génétiques précoces du cancer

Tous ceux qui ont joué “Où est Waldo” sait, la recherche d'un seul élément dans un paysage rempli d'un mélange de caractères et les objets peuvent être un défi. Chrissy O'Keefe, un étudiant au doctorat au Département de génie biomédical, comprend trop bien: Elle passe ses journées à la recherche de changements d'ADN subtiles dans les cellules cancéreuses qui se cachent parmi les nombreuses cellules saines.

O'Keefe utilise un dispositif, elle et une équipe développé pour analyser les échantillons de sang au niveau moléculaire. son objectif? Pour détecter le cancer dans les stades très précoces, longtemps avant que les symptômes apparaissent.

Légende:Chrissy O'Keefe

“Puisque le sang atteint tous les tissus dans le corps, y compris les cellules cancéreuses, il ramasse des morceaux d'ADN du cancer,” elle explique. “Bien que l'analyse moléculaire a vu de grands progrès, il y a encore des limites dans leur capacité à détecter les changements génétiques rares ou peu fréquents et des biomarqueurs rares.”

Dans un récent numéro de Les progrès scientifiques, O'Keefe décrit les techniques matérielles et logicielles d'analyse moléculaire de son équipe développée pour faire la découverte de ces changements d'ADN simple et efficace. Son équipe est composée de Jeff Wang, membre du corps central de l'Institut de Nanobiotechnologie et professeur au Département de l'Ingénierie Mécanique, et Tom Pisanic, Directeur de recherche INBT.

O'Keefe explique que l'ADN du cancer, comme l'ADN de tous les organismes, les changements en réponse à son environnement, favoriser les changements qui l'aident à survivre à long terme. Ces changements, qui comprennent des mutations, suppressions, déphasages, et la méthylation, peut être grande et évidente, mais certains peuvent être petits et presque imperceptibles, elle dit. Petits changements, même d'un seul nucléotide sur un seul gène, peut donner l'ADN du cancer un avantage. Donc, détecter ces changements précoce peut informer les médecins des problèmes potentiels, permettant une intervention médicale pour commencer immédiatement et l'amélioration des taux de survie des patients.

Légende:Le dispositif HYPER-O'Keefe à l'état fondu de (injecté avec un colorant pour faciliter la visualisation) aidera les cliniciens à détecter le cancer et les matériaux précancéreuses en séparant les échantillons de sang en portions toujours plus petites pour faciliter l'analyse

“Le secret de la biologie du succès est sa capacité d'adaptation et de diversifier. Il maintient un strict équilibre entre une certaine variabilité et une réglementation stricte pour assurer une croissance stable,” dit O'Keefe. “toutefois, travaux de cancer en favorisant l'instabilité, favorisant la croissance. Pour détecter cette instabilité précoce, nous avons besoin d'une technique qui permet de comparer molécule à molécule, et la variabilité de l'utilisation elle-même comme un indicateur de la perte de la réglementation stricte.”

Pour détecter ces petites modifications, O'Keefe et son équipe ont créé une plate-forme numérique appelée HYPER-Melt, qui représente le profilage de haute densité et le dénombrement en masse fondue. HYPER-Melt est une plate-forme microfluidique, dire qu'il se concentre sur la manipulation et l'analyse de petits volumes de fluide. Le dispositif de l'équipe commence par la séparation des échantillons de sang en portions toujours plus petites et, ce faisant,, il est plus facile d'analyser, identifier, et de l'ADN malade séparé de l'ADN sain. Ensuite, l'appareil numérise et analyse des milliers de molécules individuelles.

D'autres technologies existent pour fournir les mêmes informations, mais dispositif capable de O'Keefe de détection multidimensionnelle des changements génétiques et épigénétiques, est plus efficace et rentable pour une utilisation de routine. O'Keefe maintient que le dispositif peut être extrêmement utile aux médecins pour le dépistage précoce des cancers, en particulier ceux nécessitant des procédures invasives telles que des biopsies, endoscopies, et coloscopies.

L'espoir de O'Keefe est que la méthode d'essai peut conduire à la détection précoce du matériel précancéreuse et d'autres la détection des maladies et conduisent à une meilleure compréhension de la progression de la tumeur.

La source:

hub.jhu.edu, par Gina Wadas