Прилад, нещодавно випробуваний в США, дозволяє легко захопити специфічний вид імунних клітин і акуратно ізолювати їх від інших інгредієнтів крові. Дослідники й медики сподіваються, що новий чіп стане в нагоді в підборі ефективного лікування після опіків і травм, а також допоможе зрозуміти, чому іноді імунна система виходить з-під контролю організму.

Нове мініатюрний пристрій націлене на вилучення зі зразка крові нейтрофілів, одним з різновидів лейкоцитів. Вони відповідають за відповідь імунної системи при різного роду ушкодження, захоплюючи і знищуючи бактерії і інші чужорідні вторглися агенти.

У той же час зайва реакція нейтрофілів на травму здатна привести до розвитку загального запалення – сепсису, – часом більш небезпечного, ніж вихідна інфекція.

Неважко зрозуміти, чому визначення властивостей лейкоцитів у конкретного пацієнта допоможе вибирати найбільш підходящі препарати та індивідуально регулювати імунну відповідь.

Для демонстрації стабільності технології автори пристрою випробували цілу серію своїх мікропотокових пристроїв (шкала по горизонталі – їх номери). Зокрема, вчені виміряли сумарну масу витягнутих з однакових проб крові молекул РНК (шкала по вертикалі, нанограм) (ілюстрація Kenneth T. Kotz et al. / Nature Medicine).

Навчитися оперативно і без пошкоджень виділяти нейтрофіли з крові для їх подальшого аналізу – важливо для успіху лікування. Але не тільки для нього. Дві молоді науки – геноміка і протеоміка – давно чекають таку технологію. Адже до цих пір ізоляція нейтрофілів з "валового" потоку технічно була складна, а саме виділення займало дуже багато часу.

До того ж колишня процедура фільтрації часом вбивала клітини або ненавмисно активувала в них деякі молекули, в самому пацієнті не працюють, що порушувало картину.

Все це не дуже зручно для лабораторій, а для клінічного застосування і зовсім не годиться. Тому настільки цінне нинішнє винахід.

"Ми намагалися спроектувати максималь про просту чіп ", – пояснює Кен Коц (фото з сайту sbi.org).

Мікропотоковий чіп справляється із завданням виділення нейтрофілів за п'ять хвилин, причому йому вистачає 150 мікролітр крові, щоб видати досить клітин для аналізу. А провести процедуру може медсестра прямо біля ліжка хворого.

Розробили новинку Кен Коц (Ken Kotz) з Центру медичного інжинірингу массачусетського госпіталю, Керол Міллер-Граціано (Carol Miller-Graziano), директор лабораторії іммунобіологіі університету Рочестера, і їх колеги з ще доброї пари десятків американських університетів і наукових центрів.

Для виготовлення серцевини чіпа з полідиметилсилоксан дослідники використовували фотолітографії. Відформовані деталь з мікроканалів всередині запечатали між двох скляних пластинок, додавши "бутерброду" вхідні і вихідні отвори.

Внутрішню поверхню мікроканалів в самому полімері покрили (в якості "біоклея") білком нейтравідіном (neutravidin), а потім специфічними антитілами, які вибірково зв'язуються з нейтрофілів. (Деталі – в статті в Nature Medicine.)

Загальний вигляд чіпа і принцип його роботи. Вхідний потік поступово розділяється на 16 каналів, в яких і відбувається захоплення заданих людиною клітин. Далі кров знову зводиться в єдиний "сток" (ілюстрації Kenneth T. Kotz et al. / Nature Medicine).

Коли кров проходить через внутрішні канали чіпа, нейтрофіли "зачіпляються" за антитіла, а інші компоненти крові йдуть далі. Цей принцип, до речі, схожий зі схемою роботи штрихкодового чіпа крові.

Після взяття проби залишається тільки скористатися набором реактивів для виділення з неї генетичного матеріалу і білків. Їх вже можна визначити і переписати існуючими методами.

Новий прилад пройшов тести з кров'ю кількох реальних пацієнтів, у яких були різного роду травми і запальні процеси.

Виділені клітини крові успішно вдалося "розібрати на цеглинки", ідентифікувавши купу активних генів, що беруть участь в імунній відповіді.

p: / / www.membrana.ru/images/1.gif "alt =" "width =" 1 "height =" 5 "/>
Потік крові автори технології пропускали через чіп з точно витриманою швидкістю за допомогою шприцевого насоса від компанії Harvard Apparatus (фото з сайту utoronto.ca).

Творці біочіп перевірили і його здатність до зберігання, показавши, що після 12 місяців "витримки" у холодильнику чіп не втрачає своїх "загарбницьких" властивостей.

Натхненні успіхом автори пристрої вже розповсюдили апробований принцип на інші типи клітин. Вчені змогли з аналогічним чипом ізолювати лімфоцити і зараз працюють над створенням такого ж чіпа для моноцитів.

Можливість швидкого виборчого аналізу цих груп допоможе дослідникам детальніше розібратися з роботою імунної системи при різних захворюваннях.

За матеріалами: Мембрана