Un nou dispozitiv microfluidic îmbunătățește îmbogățirea celulelor tumorale din efuziuni pleurale
Citoza efuziunilor pleurale este utilizată deja în diagnosticul cancerului, în special în cazuri metastatice, dar sensibilitatea acesteia poate fi limitată.
Celulele tumorale sunt adesea mascate de numărul copleșitor de celule sanguine de fundal, iar structurile de grupuri pot fi distruse în timpul procesării. Abordările bazate pe afinitate imună pot detecta celulele tumorale maligne (MTCs), însă acestea pot deteriora celulele, disocia grupurile de celule tumorale maligne (MTCCs) și pot masca biomarkerii de suprafață cu anticorpii conjugați. Sistemele microfluidice existente fără marcaje se confruntă, de asemenea, cu un compromis constant între capacitatea de procesare, puritate, manipulare delicată și abilitatea de a separa celulele unice de grupuri în aceeași platformă. Din aceste motive, este necesară o cercetare aprofundată asupra îmbogățirii fără marcaje, de înaltă capacitate, la scară multiplă a celulelor tumorale unice și a grupurilor intacte din efuziuni clinice.
Cercetătorii de la Southeast University, Wuxi University of Technology și Zhongda Hospital of Southeast University au raportat în 2026, în revista Microsystems & Nanoengineering, dezvoltarea unui dispozitiv microfluidic inertial în cascadă pentru îmbogățirea celulelor tumorale MTCs unice și a grupurilor intacte MTCCs din efuziuni pleurale ale pacienților cu cancer pulmonar.
Sistemul utilizează canale serpentine paralele pentru prima etapă de eliminare a celulelor sanguine de fundal și un canal spiral înclinat pentru a doua etapă de sortare pe baza dimensiunii. Studiul s-a concentrat pe probe clinice de efuziune pleurală, căutând o metodă mai rapidă și mai puțin disruptivă pentru îmbogățirea celulelor tumorale, având ca scop îmbunătățirea diagnosticului de malignitate și a profilării metastatice.
Dispozitivul funcționează în două etape de sortare legate între ele. În prima etapă, celulele sanguine mici sunt împinse spre pereții laterali și eliminate prin ieșirile de deșeuri, în timp ce celulele țintă mai mari rămân aproape de fluxul central pentru colectare. În a doua etapă, echilibrul dintre ridicarea inertială, tracțiunea Dean și forțele induse de vortex locale separă celulele tumorale unice de grupurile mai mari, în funcție de dimensiune.
Utilizând particule model, sistemul a recuperat 91,8% ± 6,6% din particulele de 25 µm reprezentând grupuri și 87,4% ± 7,4% din particulele de 15 µm reprezentând celule tumorale unice. În teste simulate cu celule canceroase A549 și celule albe din sânge (WBCs), recuperarea totală a A549 a ajuns la 81,7% ± 1,2% cu o puritate generală de 76,1% ± 1,3%; celulele unice colectate la ieșirea 3 au arătat o recuperare de 75,9% ± 1,3% și o puritate de 75,8% ± 1,6%, în timp ce fracțiile bogate în grupuri la ieșirea 4 au atins o puritate de 79,4% ± 3,4%.
În trei probe de efuziune pleurală de la pacienți, cipul a procesat 50 mL în 6,5 minute la 8 mL/min, oferind o puritate de 68% pentru celulele tumorale MTCs unice și 35% pentru MTCCs intacte. Celulele tumorale au fost identificate prin imunofluorescență ca DAPI+/Pan-CK+/CD45−.
„Această lucrare indică o formă mai revelatoare de analiză a biopsiei lichide”, sugerează studiul. „Progresul cheie nu constă doar în capturarea mai multor celule canceroase, ci în recuperarea acestora în forme care păstrează semnificația biologică.” Prin păstrarea grupurilor intacte și reducerea semnificativă a celulelor sanguine de fundal, platforma ar putea oferi o vedere mai clară asupra atât a sarcinii tumorale, cât și a comportamentului metastatic. Descoperirile sugerează că, atunci când celulele unice și grupurile sunt îmbogățite împreună, clinicienii pot obține o imagine mai completă a malignității decât din strategiile de detecție convenționale care se concentrează în principal pe celulele izolate.
Implicarea studiului este practică, dar și diagnostică. Cipul este fără marcaj, nu necesită câmpuri externe sau instrumentație complexă și este compatibil cu colorarea standard ulterioară și analiza microscopică. Construcția sa din polimeri în mai multe straturi este, de asemenea, descrisă ca fiind potrivită pentru fabricarea scalabilă și relativ cu costuri reduse. Totuși, autorii menționează că validarea clinică rămâne preliminară, implicând doar trei probe de pacienți, astfel că se vor necesita cohorturi mai mari pentru a stabili sensibilitatea diagnostică și valoarea prognostică. Cu toate acestea, platforma oferă o cale promițătoare către suport mai rapid în citoză, o mai bună recuperare a grupurilor fragile de celule tumorale și o evaluare mai acționabilă a malignității în efuziunile pleurale.
