研究人员设计了一种基于微流体物理的设备来预测癌症治疗反应

抗击癌症的最大挑战之一是设计新技术，为每位患者提供个性化治疗。根据每个肿瘤的分子特征(例如DNA突变)，精准医疗旨在使成人和儿科癌症患者更容易接受适合其病理的个性化治疗。但是，在开始治疗之前，是否有可能知道患者是否可以从治疗中受益?

来自巴塞罗那大学医学与健康科学学院和加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)的专家团队设计了一种称为微流体动态BH3分析(μDBP)的微流体装置，该装置使用来自活检的少量细胞快速自动预测癌症治疗的有效性，而无需专门的技术人员。

该研究发表在npj Precision Oncology杂志上，由UB生物医学系和IBEC教授Joan Montero和IBECICREA研究教授Javier Ramón-Azcón领导。

该论文的第一作者是阿尔伯特·曼萨诺(UB-IBEC)，他于 2022 年获得 UB 博士学位，论文主题是抗击癌症的精准医学——涉及来自 UB 物理学院、Vall d'Hebron 肿瘤研究所 (VHIO) 和生物工程、生物材料和纳米医学生物医学研究网络中心 (CIBER-BBN) 的专家。

精准医疗对抗癌症

个性化医疗彻底改变了我们设计有效癌症治疗的方式。考虑到每个肿瘤都是独一无二的并且有自己的特征，对每个患者对治疗的反应进行预测是肿瘤学向前迈出的重要一步。动态BH3分析(DBP)最初是在Anthony Letai教授的实验室开发的 - Montero教授是这项研究的共同发明人 - 并于2015年由Dana-Farber癌症研究所(美国)获得专利。

这是首批成功测试以预测各种类型癌症治疗的功能测定之一。该系统使癌细胞与不同的治疗方案接触，以快速识别离体可能最有效的去除肿瘤。从概念上讲，它与用于识别抗生素以治疗细菌感染的抗生素图非常相似。

“DBP已被用于确定许多不同癌症(包括固体和液体)的临床前和临床规模的治疗效果。这些研究使用了在所有情况下都具有高预测能力的细胞系、动物模型和原研样本。然而，这种测定尚未在医院中广泛应用，“讲师琼·蒙特罗说。

“到目前为止，”他补充说，“一些研究发现DBP结果与原发性白血病样本的临床反应之间存在良好的相关性。目前有几项临床试验正在进行中，我们希望这项技术在未来几年内在医院实施，以改善癌症治疗。

用很少的癌细胞预测治疗反应

现在，新的DBP微流体装置(称为μDBP)解决了几个功能测定挑战：它减少了测试潜在离体疗法所需的癌细胞数量，并在没有专业技术人员的情况下自动化了该过程以促进临床应用。

“DBP的主要限制之一是执行测定所需的细胞数量。当对患者进行活检时，我们获得的肿瘤细胞数量非常有限，这不允许进行许多不同治疗方法的研究，并限制了识别有效治疗的能力，“Albert Manzano指出。

当接受活检时，使用机械和酶处理将样品解离以获得单个细胞。处理后，过滤样品以获得单个细胞，然后对其进行所需的处理并接种在微流体装置中。

“由于我们的μDBP微流体平台配备了用于接种细胞的小孔，我们可以减少测试处理所需的细胞数量。这是一项决定性的创新，可以增加可测试的药物数量，“Manzano补充道。

快速的全自动系统

发表在npj Precision Oncology杂志上的论文是第一篇应用微流体进行DBP功能测定的论文。与迄今为止开发的其他版本不同，例如高通量DBP(Bhola等人，科学信号，2020年)，带有自动板和分配器来测试数百种治疗方法，新的μDBP设备旨在以非常快速，简单和自动化的方式原位测试治疗，而无需昂贵的机器或专业人员。

“μDBP设备的最大优势也是整个过程的自动化，这将有助于在临床规模上实施这种功能方法。所有这些优势将简化DBP在医院作为常规试验的采用，“专家补充说。

“我们开发了这种新工具，目的是将其提供给肿瘤学家。这个自动化系统使我们能够获得个性化的患者和治疗信息，“哈维尔·拉蒙-阿兹孔(IBEC)说。

纳米技术：生物医学的革命

纳米技术 - 特别是微流体在不同过程中的应用 - 正在推动这些设备设计的一些改进，以减少试剂量，降低经济成本，自动化过程或提高某些方法的分析能力，如DBP。

该团队目前正在设计一个新的原型，并进一步进行技术改进，以促进DBP分析，并通过原始样本获得更多实验证据，以显示其在改善儿童和成人不同癌症治疗方面的临床效用。

正如该团队所详述的那样，“我们将继续与我们的临床合作者合作，分析患者样本并调整这种方法，以改善多种癌症的个性化治疗，以造福所有癌症患者。

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