Metastatik Olmayan (MCF-7) ve Tümörsüz (MCF-10A) Meme Kanseri Hücrelerinin AC Dielektroforez Kullanılarak Ayrılması için Mikroakışkan Cihaz

Özet

Meme kanseri hücreleri, tümör dışı meme epitel hücrelerine kıyasla farklı dielektrik özellikler gösterir. Dielektrik özelliklerdeki bu farklılığa dayanarak, iki popülasyonun immünoterapi amacıyla ayrılabileceği varsayılmıştır. Bunu desteklemek için, MCF-7 ve MCF-10A hücrelerini sıralamak için mikroakışkan bir cihaz modelliyoruz.

Özet

Dielektroforetik cihazlar, harici bir elektrik alanı uygulayarak numune hacmindeki kanser hücrelerinin polarizasyonu prensibini kullanarak etiketsiz, uygun maliyetli, sağlam ve doğru bir şekilde kanser hücrelerinin tespitini ve manipülasyonunu yapabilir. Bu makalede, mikroakışkan bir platformun, hücre karışımından hidrodinamik dielektroforez (HDEP) kullanılarak metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) yüksek verimli sürekli sıralanması için nasıl kullanılabileceği gösterilmektedir. Bir HDEP mikroakışkan çipinde aralarında mikron büyüklüğünde bir boşluk ile yan yana yerleştirilmiş iki elektrot arasında bir elektrik alanı oluşturarak, tümör dışı meme epitel hücreleri (MCF-10A), ana kanal içinde negatif DEP sergileyerek, uzaklaştırılabilirken, metastatik olmayan meme kanseri hücreleri, membran iletkenliğinden daha yüksek iletkenliğe sahip olmaları nedeniyle hücre ortamında askıya alındığında etkilenmeden seyrini takip eder. Bu kavramı göstermek için, farklı ortam iletkenlik değerleri için simülasyonlar yapıldı ve hücrelerin sıralanması incelendi. Parametrik bir çalışma yapılmış ve uygun hücre karışımı iletkenliği 0.4 S/m olarak bulunmuştur. Orta iletkenliği sabit tutarak, elektrik alan frekansını değiştirerek maksimum sıralama verimliliği sağlayan 0,8 MHz'lik yeterli bir AC frekansı oluşturuldu. Gösterilen yöntem kullanılarak, uygulanan AC'nin uygun hücre karışımı süspansiyon ortamı iletkenliği ve frekansı seçildikten sonra, maksimum ayıklama verimliliği elde edilebilir.

Giriş

Meme dokusu içinde ve çevresinde gelişen malign bir tümör, dünya çapında kadınlarda meme kanserinin sık görülen bir nedenidir ve kritik bir sağlık sorununa neden^{olmaktadır 1}. Metastaz öncesi meme tümörleri erken bir aşamada tespit edilirse cerrahi yoluyla tedavi edilebilir, ancak göz ardı edilirse, akciğerlerine, beyinlerine ve kemiklerine yayılarak hastanın yaşamı üzerinde ciddi etkileri olabilir. Radyasyon ve kimyasal bazlı tedaviler gibi daha sonraki aşamalarda sunulan tedavilerin ciddi yan etkileri vardır². Son zamanlarda yapılan çalışmalar, meme kanserinin erken teşhisinin mortalite oranını %60 oranında azalttığını ....

Protokol

NOT: Buradaki protokol, AC dielektroforezi kullanarak metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) kontrollü sıralamasını simüle etmek için bir multifizik simülasyon yazılımı olan COMSOL'u kullanır.

1. Talaş tasarımı ve parametre seçimi

1. Multifizik yazılımını açın ve Boş Model'i seçin. Genel Tanımlar'a sağ tıklayın ve Parametreler'i seçin. Tablo 1'de verilen parametreleri genel tanımlara metin dosyası olarak alın veya değerleri tek tek girin.
2. Giriş sekmesinden Bileşen Ekle'y....

Sonuçlar

Metastatik olmayan meme kanseri (MCF-7) ve tümör dışı meme epitelyal (MCF-10A) hücrelerinin DEP tabanlı etkili bir şekilde sıralanması için optimal operasyonel parametrelerin araştırılması
Dielektroforez sırasında metastatik olmayan meme kanseri (MCF-7) ve tümör dışı meme epitelyal (MCF-10A) hücrelerinin dielektroforez sırasında farklı dielektrik özelliklere sahip başarılı bir şekilde ayrılmasını sağlamak için, uygulanan frekans^37,38

Tartışmalar

Mikroakışkan cihazlar daha önce hücre kültürü, yakalama ve sıralama ^47,52,53 için bildirilmiştir. Bu cihazların temiz odada üretilmesi pahalı bir işlemdir ve CFD simülasyonları yoluyla önerilen bir mikroakışkan cihazın çıktısını ve verimliliğini ölçmek zorunludur. Bu çalışma, metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) dielektrik öze.......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
COMSOL	COMSOL		multiphysics simulation software