Glioblastoma (GBM) là dạng ung thư não nguy hiểm và nguy hiểm nhất. Hầu như tất cả các khối u đều tái phát sau khi điều trị, vì các tế bào sống sót sẽ biến đổi thành dạng kiên cường hơn theo thời gian để chống lại các liệu pháp điều trị tiếp theo. Để giải quyết thách thức này, các nhà khoa học tại Đại học Leeds đã thiết kế một ống nano nano hai thùng mới và sử dụng nó để nghiên cứu quỹ đạo của từng tế bào GBM sống khi chúng thay đổi để đáp ứng với điều trị.
Ống nano bao gồm hai kim nano có thể đồng thời tiêm các phân tử ngoại sinh vào và lấy mẫu tế bào chất từ tế bào. Ống nano được tích hợp vào kính hiển vi quét độ dẫn ion (SICM) để thực hiện sinh thiết nano của tế bào sống trong nuôi cấy. Không giống như các kỹ thuật hiện có để nghiên cứu các tế bào đơn lẻ thường phá hủy tế bào, pipet nano có thể lấy đi sinh thiết nhiều lần của một tế bào sống mà không giết chết nó, cho phép nghiên cứu theo chiều dọc về hành vi của từng tế bào theo thời gian.
Viết vào Những tiến bộ khoa học, các nhà nghiên cứu giải thích rằng SICM hoạt động bằng cách đo dòng ion giữa một điện cực được lắp vào pipet nano thủy tinh và một điện cực tham chiếu được ngâm trong dung dịch điện phân có chứa các tế bào. Sinh thiết nano được thực hiện khi dòng ion chạy qua lỗ nano ở đầu ống nano sau khi đặt một điện áp giữa hai điện cực. Trong pipet nano hai thùng của họ, một thùng hoạt động như một ống tiêm điện hóa để thực hiện chiết xuất tế bào chất; thứ hai chứa dung dịch điện phân nước cung cấp dòng ion ổn định để định vị chính xác và tiêm nano trước khi sinh thiết nano.
Nền tảng bán tự động cho phép tách thể tích tế bào chất femtolit và tiêm đồng thời vào từng tế bào. Nền tảng này cung cấp khả năng định vị tự động của ống nano bằng cách sử dụng điều khiển phản hồi (dòng ion giảm khi ống nano tiếp cận mẫu), trong khi việc phát hiện các dấu hiệu dòng điện cụ thể cho thấy khả năng xuyên màng thành công của một tế bào.
Nghiên cứu theo chiều dọc
Để chứng minh khái niệm về khả năng của nền tảng, các nhà nghiên cứu đã tiến hành sinh thiết nano theo chiều dọc của tế bào GBM (và thế hệ con của nó), lập biểu đồ biểu hiện gen thay đổi trong 72 giờ. Họ thực hiện sinh thiết nano trước khi điều trị, trong khi điều trị bằng xạ trị và hóa trị cũng như sau điều trị.
Các nhà nghiên cứu đồng hiệu trưởng viết: “Phương pháp của chúng tôi mạnh mẽ và có thể tái sản xuất, cho phép thâm nhập màng và tiêm nano vào các loại tế bào khác nhau với các đặc tính cơ học riêng biệt”. Lucy Steed và Paolo Actis. “Tỷ lệ thành công trung bình của phương pháp tiêm nano là 0.89 ± 0.07. Sau đó, mRNA nội bào sẽ được chiết xuất.”
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu phản ứng của tế bào GBM với phương pháp xử lý tiêu chuẩn là 2 Gy bức xạ và 30 µM temozolomide. Họ theo dõi trực quan từng tế bào và thế hệ con của chúng trong 72 giờ, với 98% còn lại trong tầm nhìn của kính hiển vi trong khung thời gian này – một yếu tố quan trọng khi thực hiện phân tích theo chiều dọc.
Vào ngày đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã làm sinh thiết, tiêm thuốc nhuộm huỳnh quang và chụp ảnh từng tế bào. Vào ngày thứ 1, một nửa số tế bào được chiếu xạ và hóa trị, trong khi những tế bào còn lại đóng vai trò đối chứng. Tất cả các tế bào được chụp ảnh vào ngày thứ 2 và 2, sinh thiết và tiêm lại vào ngày thứ 3.
Trong các tế bào trải qua sinh thiết nano ngày đầu tiên, tỷ lệ sống sót là tương tự giữa các tế bào được xử lý và không được xử lý, đồng thời tốc độ phân chia tế bào là tương đương nhau ở hai nhóm. Sau 1 giờ, 72% tế bào đối chứng (không được sinh thiết) không được điều trị vẫn sống sót, so với 63% tế bào được xử lý, sinh thiết. Không có sự khác biệt về tỷ lệ tử vong tiếp theo của các phân nhóm tế bào vào ngày đầu tiên, bất kể điều trị. Tuy nhiên, một tỷ lệ lớn hơn nhiều các tế bào chưa được xử lý đã chuyển loại phụ theo thời gian hoặc tạo ra thế hệ con cháu với một loại phụ khác so với các tế bào đã được xử lý.
Các nhà nghiên cứu viết: “Điều này cho thấy rằng các tế bào chưa được xử lý sẽ dẻo hơn đáng kể trong thời gian ba ngày so với các tế bào được xử lý”. “Điểm số kiểu hình tế bào của các mẫu ghép đôi ngày 1 và mẫu dọc cho thấy rằng các tế bào được điều trị có xu hướng duy trì kiểu hình giống nhau trong quá trình trị liệu, trong khi các tế bào không được điều trị có nhiều khả năng chuyển trạng thái phiên mã trong 72 giờ, cho thấy rằng việc điều trị tạo ra hoặc chọn lọc để đạt được độ ổn định phiên mã cao. trong dòng tế bào GBM đã được thành lập này.”
“Đây là một bước đột phá quan trọng,” Stead nói. “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có một công nghệ mà chúng tôi có thể thực sự theo dõi những thay đổi diễn ra sau khi điều trị, thay vì chỉ giả định chúng. Loại công nghệ này sẽ cung cấp một lớp hiểu biết mà trước đây chúng ta chưa từng có. Và sự hiểu biết và hiểu biết sâu sắc mới đó sẽ dẫn đến những vũ khí mới trong kho vũ khí của chúng ta chống lại tất cả các loại ung thư.”
Phẫu thuật nano cơ học tấn công bệnh ung thư não ác tính
Nhóm nghiên cứu tin chắc rằng khả năng của các đầu dò nano linh hoạt này tiếp cận môi trường nội bào với sự gián đoạn tối thiểu có tiềm năng “cách mạng hóa chẩn đoán phân tử, liệu pháp gen và tế bào”.
Actis cho biết: “Công việc trong tương lai của chúng tôi sẽ tập trung vào việc tăng thông lượng của công nghệ để có thể phân tích được nhiều tế bào hơn”. Thế giới vật lý. “Chúng tôi đang nỗ lực cải thiện các giao thức phân tích RNA được chiết xuất từ tế bào để có thể thu thập được nhiều thông tin sinh học hơn. Chúng tôi cũng rất quan tâm đến việc nghiên cứu các mô hình sinh học tiên tiến hơn về bệnh ung thư não dựa trên các tế bào và cơ quan có nguồn gốc từ bệnh nhân.”
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/single-cell-nanobiopsy-explores-how-brain-cancer-cells-adapt-to-resist-treatment/