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Un nuovo dispositivo per biopsia liquida consente il rilevamento precoce del cancro e la diagnosi

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Un nuovo dispositivo di biopsia liquida per la diagnosi e la diagnosi precoce del cancro è stato utilizzato per isolare e analizzare le vescicole extracellulari dai tumori del cancro al seno.

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Le prove si sono accumulate, il che indica che le vescicole extracellulari (VE) hanno importanti funzioni nella progressione del tumore e nelle metastasi, compreso il rimodellamento della matrice attraverso il trasporto delle metalloproteasi della matrice (MMP).

Le proteine della famiglia delle metalloproteinasi a matrice (MMP) sono coinvolte nella scomposizione della matrice extracellulare nei normali processi fisiologici, come lo sviluppo embrionale, la riproduzione e il rimodellamento dei tessuti, così come nei processi di malattia, come l'artrite e le metastasi.

Nel frattempo, la rilevanza clinica dei veicoli elettrici è rimasta in gran parte indeterminata, in parte a causa delle sfide dell'analisi dei veicoli elettrici. Gli EV, che contengono RNA, proteine, lipidi e metaboliti che riflettono il tipo di origine cellulare, sono sempre più riconosciuti come importanti veicoli di comunicazione tra le cellule e come promettenti biomarcatori diagnostici e prognostici nel cancro. Nonostante questo enorme potenziale clinico, l'ampia varietà di metodi per separare gli EV dai biofluidi, che forniscono materiale di purezza altamente variabile, e la mancanza di conoscenze sulla riproducibilità metodologica hanno impedito l'ingresso degli EV nell'arena clinica.

Per aprire il potenziale clinico per l'analisi dei veicoli elettrici, gli investigatori dell'Università del Kansas (Lawrence, USA) hanno sviluppato un metodo di stampa a getto d'inchiostro colloidale generalizzato ad alta risoluzione che ha permesso la produzione robusta e scalabile di dispositivi tridimensionali a nanopattering. Questi chip nanopatterned polidimetilsilossano/fluidico di vetro (chip EV-CLUE) sono stati utilizzati per analizzare i veicoli elettrici al plasma. I chip catturavano gli EV che esprimevano diversi marcatori di superficie di interesse e misuravano l'espressione e l'attività dell'enzima legato all'EV MMP14.

Il chip EV-CLUE è un dispositivo multistrato costruito impilando due lastre di polidimetilsilossano (PDMS) su uno scivolo di vetro. La lastra superiore PDMS è stata microfabbricata con una rete di valvole di pressione/vuoto e pompa che controllava il circuito di otto microreattori paralleli incisi sul sottile strato centrale di PDMS. Il vetrino inferiore è stato modellato con strutture di nanoparticelle e rivestito con anticorpi per catturare vescicole extracellulari.

L'analisi dei campioni di plasma clinico ha dimostrato che la tecnologia EV-CLUE può essere utilizzata per la diagnosi del cancro, compresa un'accurata classificazione dei controlli in base all'età e delle pazienti con carcinoma duttale in situ, carcinoma duttale invasivo o tumore al seno localmente metastatico in una coorte di formazione (n = 30, 96,7% di accuratezza) e una coorte di validazione indipendente (n = 70, 92,9% di accuratezza).

I ricercatori si aspettano che la loro tecnologia EV-CLUE fornisca un utile strumento di biopsia liquida per migliorare la diagnostica del cancro e la sorveglianza in tempo reale dell'evoluzione del tumore nei pazienti, che sarebbe un altro passo sulla strada verso una terapia del cancro veramente personalizzata.

Il dispositivo EV-CLUE è stato descritto nell'edizione online del 10 giugno 2020 della rivista Science Translational Medicine.