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# 健康科学# 泌尿器学

前立腺癌の進行を追跡する新しい方法

音響泳動を使った有望な技術が前立腺癌の循環腫瘍細胞の検出を改善する。

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アコーストフォレシスで前立アコーストフォレシスで前立腺がんを追跡た。新しい技術が血液中の癌細胞の検出を改善し
目次

前立腺癌は深刻な健康問題で、進行や治療を追跡するためのより良い方法が求められてる。液体生検が有望な方法の一つで、血液サンプルを取って癌細胞をチェックするんだ。科学者たちは、血液中の循環腫瘍細胞(CTC)を信頼できる方法で分離して数えるために一生懸命研究してる。CTCの数が多いほど患者の予後が悪いことが多いからね。

今のところ、CTCの数を数えるためにFDAが認可してるのはCellSearchシステムだけで、これは上皮細胞に見られる特定のマーカーに基づいて細胞を特定するんだ。でも、この方法には限界があって、このマーカーを表現していないタイプのCTCを見逃しちゃうことがあるんだ。細胞の振る舞いが変わる「上皮間充織転換」と呼ばれる現象によって、このマーカーを失うことがあるから、検出が難しくなるんだ。これは、癌が他の部分に広がるサインになるから重要だよ。

CTCとそのクラスターの重要性

研究によると、CTCはクラスターとして存在することがあって、単独の細胞よりも癌を広げる可能性が高いんだ。通常の方法では、他の血液細胞と混ざっているとこれらのクラスターをうまく捉えられないことがある。

技術の進歩で、研究者たちは細胞の物理的特性を利用してこれらの細胞を分離・選別する装置を使えるようになった。新しい方法の中には抗体を使ってCTCを捕まえるものがあれば、細胞のサイズや電気特性の違いを利用するものもある。最近の技術、音響分離(アクストフォレシス)では、マーカーを付けずに音波を使って細胞を分けるんだ。これによって、通常のマーカーを表現しないCTCなど、より多くの種類のCTCを検出できるようになるんだ。

研究の目標

最近の研究の主な目標は、この新しい音響分離法が転移性前立腺癌の男性の血液サンプルからCTCを分離する効果を試すことなんだ。研究者たちは、これがCellSearch法に比べてどれだけ効果的か、異なるCTCの亜型やクラスターをうまく特定できるかを確認したいんだ。

血液サンプルの収集

この研究では、進行した前立腺癌と診断された数人の男性から血液サンプルを取った。倫理ガイドラインに従って、すべての参加者は同意したよ。特別なテスト用のチューブに血液が集められて、細胞分離と分析のために処理されたんだ。

音響分離技術

音響分離のセットアップは、音波を使って細胞を操作するためのマイクロチップで構成されてる。このチップを通して血液が流れると、癌細胞はチャンネルの中心に押し出されて、小さい白血球は横に押しやられるんだ。この技術は細胞に優しいように設計されてるから、CTCのクラスターの整合性を保つのが特に重要なんだ。

分離性能の評価

研究者たちは、音響分離法がどれだけうまく機能するかを時間をかけてテストした。知られている数の癌細胞を混ぜた血液サンプルを使って、白血球からそれらの細胞をどれだけ効果的に分離できるかを観察した。結果は、時間が経つにつれて癌細胞の分離と特定の能力がわずかに低下することを示していて、血液サンプルは収集後すぐに処理することが重要だって強調してる。

抗体パネルと分析

CTCを正確に特定するために、科学者たちは特定のマーカーを使った。いくつかの通常のマーカーは、好酸球のような他の細胞と混ざって結果を混乱させるせいで不充分だってわかったんだ。彼らは異なる血液細胞のタイプを区別するための追加のマーカーを加えて、CTCの正確なカウントを確保したんだ。

CTC濃縮の結果

CTCはさまざまな特徴を使って定義された。この研究では、通常のマーカーを表現しないかもしれないCTCを特定する方法も探られた。音響分離は、複数の癌細胞や他のタイプの白血球が混ざったクラスターを含む異なる種類のCTCを回収するのに成功したんだ。

研究者たちは転移性前立腺癌の男性12人からの血液をテストして、ほとんどのサンプルにCTCのクラスターが存在することがわかった。これは病気の重症度との関連を示唆してる。音響分離を通じて検出されたCTCの総数は、CellSearch法で検出された数より顕著に多く、この新しい技術の潜在的な利点を強調してるんだ。

CTCの数え上げ

音響分離とCellSearchの結果を比較すると、研究者たちは音響分離が同じ血液サンプルでより多くのCTCを一貫して検出していることに気づいた。この中には、CellSearch法では検出されなかったクラスターのユニークな発見も含まれてる。これらの結果は、音響分離が患者の癌細胞集団のより包括的な視点を提供できるかもしれないことを示唆していて、病気の進行を追跡したり、治療を調整したりするのに役立つかもしれない。

発見の重要性

結果は、癌の検出における音響分離技術の価値を強調してる。マーカーに変化が起きてるCTCを含む広範囲のCTCを捕まえる能力は、癌の進行を早期に検出することにつながるかもしれない。さらに、CTCクラスターの特定は、病気の攻撃性や患者の予後に関する洞察を提供するかもしれない。

今後の方向性

結果は有望だけど、音響分離法の効果と信頼性を検証するためには、より多くの患者グループでのさらなる研究が必要だ。研究者たちはまた、この分離プロセスの速度と効率を向上させる方法も模索していて、これが臨床現場での技術の利用可能性を高めるかもしれない。

結論

要するに、音響分離は前立腺癌患者の循環腫瘍細胞の検出において興味深い進展を示してる。より敏感で包括的なアプローチを提供することで、この方法論は臨床医が前立腺癌を監視・治療する方法を革命的に変える可能性があって、最終的には患者の結果を改善するかもしれない。進行中の研究は、これらの技術を洗練させて、臨床実践における価値を確認することを目指しているんだ。

オリジナルソース

タイトル: Acoustic enrichment of heterogenous circulating tumor cells and clusters from patients with metastatic prostate cancer

概要: BackgroundThere are important unmet clinical needs to develop cell enrichment technologies to enable unbiased label-free isolation of both single cell and clusters of circulating tumor cells (CTCs) manifesting heterogeneous lineage specificity. Here, we report a pilot study based on microfluidic acoustophoresis enrichment of CTCs using the CellSearch CTC assay as a reference modality. MethodsAcoustophoresis uses an ultrasonic standing wave field to separate cells based on biomechanical properties (size, density, and compressibility) resulting in inherently label-free and epitope-independent cell enrichment. Following red blood cell lysis and paraformaldehyde fixation, 6 mL of whole blood from 12 patients with metastatic prostate cancer and 20 healthy controls were processed with acoustophoresis and subsequent image cytometry. ResultsAcoustophoresis enabled enrichment and characterization of phenotypic CTCs (EpCAM+, Cytokeratin+, DAPI+, CD45-/CD66b-) in all patients with metastatic prostate cancer and detected CTC-clusters composed of only CTCs or heterogenous aggregates of CTCs clustered with various types of white blood cells in 9 out of 12 patients. By contrast, CellSearch did not detect any CTC-clusters, but detected comparable numbers of phenotypic CTCs as acoustophoresis, with trends of finding higher number of CTCs using acoustophoresis. ConclusionOur preliminary data indicate that acoustophoresis provides excellent possibilities to detect and characterize CTC-clusters as a putative marker of metastatic disease and outcomes. Moreover, acoustophoresis enables sensitive label-free enrichment of cells with epithelial phenotype in blood and offers opportunities to detect and characterize CTCs undergoing epithelial-to-mesenchymal transitioning and lineage plasticity.

著者: Per Augustsson, C. Magnusson, E. Undvall Anand, A. Lenshof, A. Josefsson, K. Welen, A. Bjartell, Y. Ceder, H. Lilja, T. Laurell

最終更新: 2023-12-04 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.04.23299128

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.04.23299128.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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