آزمایشگاه سیگما

دانشگاه تهران

آزمایشگاه سیگما

آزمایشگاه سیگما

محصور کردن سلول های تومور در گردش خون CTCs  توسط روش  دی الکتروفورسیسDEP

روش دی الکتروفورسیس DEP روشی الکتروکینتیکی است که  امکان استفاده از خواص دی الکتریکی ذاتی سلول های معلق را برای تفکیک و جدا سازی آن ها را فراهم می آورد.

این روش یک تکنیک غیر مخرب و مستقل از شناساگر های سطحی است. بنابراین این سلول ها زنده خواهند ماند و امکان کشت آن ها فراهم می شود. این روش بسیار کارآمد تر از روش هایی بر پایه آنتی بادی ها (پادتن ها) خواهد بود.

این گزارش برای هر دو گروه غده شناسان و مهندسان زیستی که علاقه مند به استفاده و آگاهی از خواص CTC ها و روش DEP  هستند مفید خواهد بود. در این گزارش 4 هدف اصلی کنجاده شده است.

 

 

الف) اصول و مبانی DEP

ب) اصول زیستی تفاوت دی الکتریکی بین CTC ها و سلول های خون

ج) پاسخ به دلیل اینکه چرا از همه ی انواع CTC ها برای تشخیص می توان استفاده کرد

د) ابزار هایی که برای آماده سازی 10mL نمونه خون در کمتر از 1 ساعت جهت آنالیز های بالینی روتین مورد نیاز است.

1.مقدمه

خواص سلولی که به عنوان یک بیومارکز (زیست شناساگر) برای سرطان استفاده می شوند، معمولا به دو دسته ی شناساگرهای مولکولی یا مشخصه های فیزیکی سلول دسته بندی می شوند.]مرجع[

معروف ترین شناساگر زیست مولکولی جهت شناسایی و محصور کردن CTC ها از سایر سلول های تک هسته ای خون (PBMN ها) EpCAM است که یک مولکول چسب مانند است که در بیشتر بافت های مخاطی موجود می باشد و روش استفاده از این شناساگر شامل برچسب گذاری با آنتی بادی ها نقش عمده ای برای استفاده از CTC ها جهت تشخیص سرطان سینه و پروستات و ... داشته است.

شناساگر EpCAM و بسیاری دیگر از آنتی ژن ها که به عنوان شناساگر مورد استفاده قرار گرفته اند در همه ی انواع CTC ها مشاهده نشده اند. به علاوه اتصال آنتی بادی ها به آن ها زمان بر و به نوعی کم بازده است و این الحاقات و مرحله ی بعدی احیای سلول ممکن است خواص و زنده بودن CTC ها را تحت تاثیر قرار دهد. به همین دلایل استفاده از خواص فیزیکی CTC ها از اهمیت بالای برخوردار است.

شناساگر های فیزیکی این مزیت را دارا می باشند که نه تنها جهت تفکیک بین سلول های سرطانی و سالم مورد استفاده قرار میگیرند بلکه جهت ایجاد نیرو برای جدایش سلول ها نیز کارآمد هستند.

چون استفاده از آنتی بادی ها و رنگ کردن غیر ضروری میشود ، سلول های جدا شده با این روش دست نخورده و زنده باقی می مانند.

شناساگر های فیزیکی برای شناسایی CTC ها شامل

الف)فیلتر کردن بر اساس اندازه

ب)چگالی(جدایش با استفاده از گرادیان چگالی)

ج) با هر دو (شامل تفکیک به روش اینرسی-هیدودینامیکی)

د) رسانایی یا ظرفیت خازنی (از طریق دیلکتروفورزیس DEP)

می باشد.

هر دو توزیع اندازه و چگالی CTC  ها با ویژگی های سلول های جانبی تک هسته ای خون (PBMN) تداخل دارند که بازده کار را پایین می آورد.

در اینجا در ابتدا تفاوت در خواص دی الکتریکی که برای تفکیک سلول های سالم از سرطانی استفاده می شود مورد بحث قرار میگیرد.

از تقاوت به عنوان تابعی از ساختار غشای سلول ها و همچنین تابعی از ساختار سلول و ارتباط تفاوت منبع تولید آن ها یعنی بافت جامد و خون مستق از نوع سرطان بحث می شود. که نتیجه خواهد شد که این روش برای همه ی اقسام CTC ها که از تومور جامد جدا شده اند موثر خواهد بود.

با توجه به نادر بودن CTC ها در یک نمونه ی 10mL از خون نیاز به انجام پردازش هایی برای حاصل شدن نتیجه معقول وجود دارد.

چون DEP برای سلول ها یک  پدیده ی مایکرو اسکیل(Microscale) است چالش های فنی بسیاری برای رسیدن به یک روش کارآمد برای تحلیل تعداد زیادی CTC  با یک خروجی قابل قبول و زمان معقول مثلا 1 ساعت وجود دارد.

متاسفانه مقالات منتشر شده که از این روش استفاده کرده اند از ناپایداری این روش برای استفاده در ابعاد بالینی گزارش داده اند.

مشکلات اساسی را میتوان به صورت زیر بیان کرد.

جهت رسیدن به یک خروجی بالا و دقیق توسط DEP باید غلظت CTC ها کم باشد.

همچنین خواص سلول طی زمان از طریق نشتی یونی تغییر می کند که منجر به کاهش حساسیت نسبت به میدان الکتریکی اعمالی می شود.

2. اصول دی الکتروفورتیک در جدایش سلول های سرطانی از سلول های سالم

1.2 دی لکتروفورزیس

دی اکتروفورزیس به معنی حرکت ذره ناشی از جابجایی غیر متقارن میدا الکتریکی است. وقتی که یک میدان الکتریکی متغیر به سوسپانسیونی از سلول های زنده وارد می شود، بار های سطحی از یون های محیط بر روی غشای سلول تجمع می کنند و خطوط میدان را دفع می کنند تا جریانی از یون در همه ی اطراف سلول پخش شود.(شکل 1 A,B)

زمان مورد نیاز برای یون ها جهت تجمع بر روی غشای سلول وابسته به تراکم یون ها در محیط اطراف(مثلا رسانایی محیط) و مساحت غشای سلول دارد. اگر میدان ایستا نباشد ولی با فرکانس پایینی نوسان کند، شارژ شدن غشا بر اساس عکس میدان خواهد بود.

دافعه ی خطوط میدان در اطراف سلول ها باعث ایجاد یک سطح انرژی بالاتر نسبت به حالتی که سلولی در محلول نیست می شود.

اگر میدان همگن باشد آنگاه انحراف خطوط میدان در اطراف متقارن و در نتیجه اغتشاش انرژی الکتریکی نیز متقارن خواهد بود . مجموع انرژی سیستم تغییر می کند اما تقارن آن باعث می شود که هیچ نیروی خالصی وارد نشود.(شکل 1A)

با این حال اگر میدان نا همگن باشد، آنگاه انحراف خطوط میدان و اغتشاش ناشی از آن نامتقارن خواهد بود.

مجموع انرژی سیستم به صورت تابعی از مکان سلول و نیروی خالص که همان نیروی اکتروفورتیک است افزایش می یابد.(شکل 1B) هنگامی که خطوط میدان از اطراف سلول می گذند، نیروی DEP در جهت خارج کردن سلول از ناحیه میدان بیشتر عمل می کند.(شکل 1B)

شکل 1

انحراف خطوط میدان (خط های خاکستری) شروع شده از اکترود ها (نوار های سیاه) با سلول های پستاندارن.(A) در میدان الکتریکی با فرکانس پایین، یک غشای سلولی کامل بارها را جمع می کند و در نتیجه میدان های الکتریکی در اطراف را دفع می کند. اگر میدان همگن باشد آنگاه اغتشاش میدان در بالا و پایین سلول متقارن خواهد بود  هیچ نیروی خالصی به سلول وارد نمی شود.;(B) اگر سیستم الکترودی یک میدان الکتریکی غیر همگن ایجاد کند، آنگاه جابجایی میدان در بالا و پایین غیر متقارن خواهد بود. که منجر به ایجاد یک گرادیان انرژی در فضا می شود و یک نیروی دی الکتروفورتیک (DEP) که سلول ها را از مناطق به چگالی میدان بالاتر به مناطق با چگالی میدان پایین تر هل میدهد.;(C) اگر غشای سلول نشتی داسته باشد و مقاومتی نسبت به میدان نشان ندهد، یا اینکه میدان اعمالی در فرکانس تقاطع سلول باشد، و یا اینکه فرکانس میدان بسیار بالا باشد و رسانایی داخلی سلول با محیط معلق هم خوانی داشته باشد، آنگاه خطوط میدان اغنشاش نمی یابند و سلول هیچ FDEPی حتی در میدان غیر همگن تجربه نمی کند.;(D) در فرکانس های بالا، خطوط میدان به سمت داخل سلول منحرف می شوند اگر رسانایی الکتریکی سلول بیشتر از محیط باشد. در این حالت  گرادیان انرژی حاصل FDEPایجاد میکند که سلول را به سمت مناطق با میدان شدید می کشد.

اگر فرکانس میدان افزایش یابد، یون های موجود در محیط زمان کافی برای شارژ کردن سلول در هر نیمه ی تناوب معکوس را نخواهند داشت.بنابراین انحراف میدان ناشی از بارها از مقدار بیشینه کمتر خواهد بود. در فرکانس های فوق العاده بالا ، به طور کلی هیچ زمانی برای شارژ شدن وجود ندارد. اگر شرایط رسانش در درون و بیرون سلول یکسان باشند آنگاه میدان ها مستقیما از میان سلول عبور میکنند.(شکل 1C) در این فرکانس ها امکان تشخیص سلول از محیط به دلیل فرکانس بالا و عدم تداخل در خطوط میدان وجود ندارد. بنابراین نیروی DEP  خالص صفر خواهد بود.

در نهایت، اگر محیط معلق رسانایی پایینی دارد و درون سلول رسانایی بالایی داشته باشد، یون های درون سلول زمان کافی برای شارژ کردد سلول را دارند حتی در صورتی که یون های خارجی این زمان را نداشته باشند. در این شرایط خطوط میدان به سمت داخل سلول متمرکز می شوند و میدان در درون سلول متمرکز تر از خارج آن خواهد بود.(شکل 1D) اختلالی که در آن خطوط میدان متمرکز می شوند نه دفع ، منجر به کاهش سطح انرژی نسبت به حالتی که سلولی در میدان وجود ندارد می شود. در یک میدان نا همگن این اختلال منجر به نیروی DEP مثبتی است که باعث حرکت سلول به سمت میدان های شدید تر میشود.

بر خلاف الکتروفورزیس ، DEP وابسته به میزان بار خالص سلول ها نیست و تنها در میدان های الکتریکی نا همگن رخ میدهد. به ویژه، جهت نیروی DEP تنها با جهت میدان الکتریکی مشخص نمی شود بلکه بر اساس گرادیان میدان نامتقارن خواهد بود.

این ویژگی امکان تفکیک سلول ها بر اساس فرکانس-دی الکتریکی هر سلول را میسر می سازد که مستقل از بار خالص سطحی آن ها خواهد بود.

در یک محیط با رسانایی نسبی پایین تحت تاثیر میدان با فرکانس پایین سلول دفع و با فرکانس بالاتر سلول جذب می شود که  در این میان یک بازه وجود دارد که سلول حرکت نمی کند که به آن فرکانس متقاطع DEP (DEP crossover frequency)گفته می شود.

سلول های مختلف با مساحت سطح متفاوت و ویژگی های اندازه ی آن ها ، فرکانس های   DEPمتفاوتی دارند که می توان با قرار دادن فرکانس میان فرکانس متقاطع آن ها شرایط جدایش سلول ها را فراهم آورد.

در این حالت سلول ها با فرکانس متقاطع پایین تر جذب و با فرکانس متقاطع بالاتر دفع می شود.

 2. 2خواص دی الکتریکی غشای سلول

پوهل برای اولین بار امکان کنترل کردن و جابجایی سلول ها توسط DEP معرفی کرد که منجر به شناخت خواص دی الکتریکی سلول ها ی مختلف و جدا کردن سلول ها در یک محلول شد. با این روش به راحتی امکان تفکیک بین سلول ها ی زنده و مرده میسر می شود. و امکان مشاهده پاسخ سلول ها به تحریک های مانند سمی، ویروسی ، انگلی ، مسری و تفکیک سلول ها، میتوژنیک و PCD  ها فراهم شد. به طور کلی روش های الکتروکنتیکی به عنوان ابزاری دقیق و کارامد برای تحلیل خواص فیزیکی سلول ها شناخته شده است.

در مجموع، این تحقیقان نشان داد که DEP و ROT می توانند با حساسیت بالایی نسبت به تغییرات در مساحت غشا یا رسانایی غشا که ناشی از تحریک ها ، چالش ها و تغییرات فیزیکی است عمل کنند.

در تحقیقات مربوط به سرطان، تفاوت خواص دی الکتریکی ماندگار بین سلول هایی که ساختار زیستی آن ها نرمال و یا حالت های تغییر یافته تحت عوامل فیزیک بر پایه ی شیمیایی و عامل ها مشاهده شده است.

اساس فرکانس تقاطع سلول ها ریخت شناسی غشای سلول است. غشای پلاسمای اکثر سلول ها هموار نیست بلکه شامل اشکال کوچک و بزرگ مانند میکروویلی ها ، چین ها و موج هاستکه منجر می شود سلول های پستاندارن سطح بزرگتری از حالت ایده آل یعنی کره ی هموار با حجم یکسان داشته باشند.

برای تعریف کمی این تفاوت ها از ضریب چین خوردگی Φ استفاده می شود که برابر نسبت مساحت واقعی سلول به مساحت سلول ایده آل با حجم یکسان است.

خواص دی الکتریکی سلول های پستانداران را می توان از نظریه مدل تک پوسته(Single shell model) استخراج کرد. (شکل 2) برای تقریب زدن خواص الکتریکی برای یک سلول با ساختار مشخص، نیازی به هم خوانی کامل ریخت شناسی سلول با حالت ایده آل ارائه شده در شکل 2 جهت رسیدن به یک تقریب منطقی برای خواص دی الکتریکی سلول وجود ندارد.

خواص DEP در مجموع برای یک سلول معلق از انتگرال بر روی حجم اغتشاش در توزیع میدان در اطراف سلول استخراج می شود که شامل حجم بسیار بزرگتری از یک سلول تنها است.(شکل 1) با اینکه مجموع اغتشاش میدان وابسته به مجموع طرفیت باری غشای پلاسمای سلول است(که متناسب با مساحت غشاست) ، نقص های ریخت شناسی در سطح سلول نقش جزئی و کوچکی در شکل دادن به مجموع اغتشاشات میدان و در نتیجه خواص دی الکتریک و DEP ایفا می کند. حتی خواص دی الکتریکی شلول های به نسبت غیر معمولی مانند آن چه در شکل 4F نشان داده شده است به طرز عجیبی توسط مدل کره ی تک پوسته به همراه ضریب چین خوردگی توضیح داده می شود.

شکل 2، پاسخ های DEP سلول های پستاندارن را می توان بر پایه مدل دیالکتریکی پوسته درک کرد.

در (A) سلول به عنوان یک هسته ی همگن معرفی شده است (سیتوپلاسم) که با یک غشای نازک و همگن احاطه شده است (غشای دو جداره ی چربی لیپیدی). این مدل یک سلول کاملا هموار را توجیه میکند که نشان داده شده است در (B);  در واقعیت، سلول های پستاندارن اشکال ریخت شناسی سطحی دارند مانند آنچه در (D) نشان داده شده است که با غشای دوجداره ی چربی لیپیدی پوشانده شده است و منجر به افزایش مساحت سطح سلول در مقایسه با سلول هموار ایده آل می شود.;(C) این اشکال ریخت شناسی را می توان با معرفی ضریب چین خوردگی (Φ) در محاسبات لحاظ کرد تا مساحت غشای چربی لیپیدی واقعی به آنچه شبیه سازی شده است در نظر گرفته شود. نشانه ها:ε وσ به ترتیب به نفوذ پذیری الکتریکی واقعی و رسانایی اتلاق می شود. همچنین اجزای سلول که با زیروند های S ، mem و in ، مشخص شده اند به ترتیب به معنی محیط معلق ، غشای پلاسما و درون سلول ارجا داده می شوند. همچنین Φ ضریب چین خوردگی غشا است.(به متن رجوع شود)

روابط بین اندازه ی سلول، ضریب چین خوردگی غشا و فرکانس تقاطع DEP در ضمیمه استخراج شده اند.  برای سلول هایی که غشایی سالم دارند و در محیطی با رسانش بسیار کمتر از سیتوپلاسم خود قرار گرفته اند ، فرکانس تقاطع DEP متناسب با حاصل ضرب شعاع سلول R، در ضریب چین خوردگی غشا Φ و ظرفیت بر واحد سطح از غشای هموار C0خواهد بود. در واقع، (R.Φ) نشان دهنده ی "خاصیت دی الکتریکی" برای سلول مفروض  است و نشان میدهد که چگونه به اعمال DEP واکنش نشان میدهد. این وابستگی حساس خواص دی الکتریکی به چین خوردگی غشا، به علاوه ی اندازه ی سلول، روش DEP را برای محصور کردن سلول مبتنی بر تنها اندازه، مانند فیلتر کردن ها  یکتا می کند.

3.2 خواص دی الکتریکی سلول های سرطانی ، ریخت شناسی بافت و پیشرفت سرطان

در طول سال ها گونه های زیادی از سلول های سرطانی از هر دو نوع کشت داده شده و گرفته شده از منبع بررسی شده اند و روند ها نشان داده اند که سلول های سرطانی ضریب چین خوردگی و شعاع بزرگتری از هر دو نوع سلول های سالم از همان منبع و یا سلول های خونی دارند.

در حال حاضر در مقاله ای از پیتر گسکوین که درباره ی خواص DEP یک پنل گونه های مختلف سرطان NCI-60 است نشان داده شده است که که همه ی خطوط سلولی مشتق از تومور های جامد، فرکانس تقاطعی دارند که بایستی اجازه ی محصور کردن آن ها از سلول های عادی را با بازده بالا بدهد. خلاصه ای تصویری از این نتایج برای سلول ها از منابع متفاوت در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3

پاسخ های DEP سلول های سرطانی و خون نرمال که به صورت معکوس خواص دی الکتریکی  نشان داده شده است.، که متناسب با فرکانس تقاطع DEP است و رفتار سلول ها در ناوبری و محصور کردن با روش DEP را مشخص می کند. هر خط  توزیع فرکانس های DEP در بین سلول های یک نوع را نشان میدهد. انواع سلول ها بر اساس عضوی که منبع آن هاست دسته بندی شده اند. نتایج نشان می دهد که تفاوت محسوسی بین خواص DEP سلول های خونی و سلول های تومور جامد و سلول های سرطان خون (Leukemia) وجود دارد.اطلاعات دقیق تر شامل توضیحات بیشتر و نحوه ی اندازه کیریها در مرجعی دیگر به چاپ رسیده است.

سلول ها با خواص زیستی تغییر کرده گرایش به نشان دادن تعداد بیشتری اشکال سطحی دارند، معمولا 50% تا 300% ظرفیت بر واحد سطح بزرگتری نسبت به سلول ها ی نرمال دارند. مساحت غشا تاثیر بسیار مهم تری از سایر عوامل تغییر دهنده ظرفیت سلول مانند تغییرات در بافت پروتئین/چربی لیپیدی در غشا و یا ضخامت غشا دارد.

به علاوه ی داشتن ضریب چین خوردگی Φ بزرگتر از سلول های نرمال، سلول های سرطانی شعاع R بزرگتری از همتایان خود دارند; هر دو عامل باعث ایجاد تفاوت درخواص دی الکتریکی (R.Φ)بین سلول های تغییر یافته و سلول های نرمال می شوند.

با ترکیب ضریب چین خوردگی و اندازه مشاهده شد که خطوط سرطان خون (Leukemia) نیز از سلول های نرمال خون متفاوت است اما تفاوت ها کوچکتر از نوع تومور های جامد است. این تفاوت ها بین سرطان خون و سلول های خون امکان جدایش سلول ها با روش DEP اما با بازدهی پایین تر از آنچه برای سلول های تومور جامد پیش بینی می شود فراهم گردد.

با وجود این اکتشافات تجربی ، بدون دانستن زمینه های بیولوژیکی تفاوت ها بین سلول های سرطانی و سلول های خونی این سوال مطرح می شود که تا چه حد DEP می تواند در محصور کردن CTC ها فازغ از مبداشان از خون مفید باشد. برای پاسخ دقیق به این سوال، دکتر گسکوین و همکارانش 40 نوع سلول پیش کشت داده شده آماده شد و سپس در محلول معلق آزاد شد. مشاهده شد که خواص غشای سلول های رها شده در محلول وابسته به ریخت شناسی در محل رشد آن ها قبل از به محصول رسیدن دارد. وقتی سلول جزئی کوچک از یک بافت مجمتع است، مساحت سطح و حجم خود را تغییر می دهد تا با سلول های همسایه همخوانی پیدا کند. با این حال زمانی که قید لنگری سلول از بین میرود و سلول در محلول معلق آزاد می شود، تنش های ساختار سیتوپلاسم (cytoskeletal) باعث کروی شدن آن مانند یه کره ی کاذب می شود(Pseudo-spherical). تا زمانی که سلول سالم باقی می ماند، حجم سیتوپلاسمی و مساحت غشای سلول هر دو ثابت باقی می مانند. بنابراین مساحت غشا، که برای همخوانی با سلول های اطراف در بافت به اندازه ی کافی بزرگ بود، به صورت پرده ای چین خورده و دور سلول کاذب قرار میگیرد. هر نوع فیلوپدیا(میله های میکرونی) و میکروویلی که در فاصله ی خالی بین سلول ها در بافت مرجع وجود داشت باعث افزایش در مساحت نهایی سطح می شود.

شکل 3، که مدل دی الکتریکی تک پوسته را نشان میدهد و به طور عمده برای تحلیل خواص دی الکتریکی سلول های پستانداران مورد استفاده قرار میگیرد، بهبود یافته تا این چین خوردگی ها را که در حین تموج ایجاد می شوند را لحاظ کند. در عمل، این مدل برای توضیح CTC هایی که کاملا کروی نیستند و آن هایی که بسیار بیشتر از آنچه نشان داده شد چین خورده اند کافی است. روابط کامل در ضمیمه آمده است. به طور عمده، تحلیل ها نشان میدهد که خواص دی الکتریکی برای سلول در سوسپانسیون را می توان به صورت ضمنی از مشخصه های ریخت شناسی در بافت مرجع برداشت کرد.

به ویژه، فرکانس تقاطع DEP زمانی که سلول وارد سوسپانسون می شود انتظار میرود که متناسب باشد با  ، که V حجم سلول است و A مساحت کلی سطح در محل مبدا است فارغ از شکلی که در بافت جامد دارد. به طور کلی ، V  و A را میتوان با مشاهده و بررسی بافت تخمین زد. این رابطه برای اولین بار به عنوان وسیله ای برای تبدیل مشاهدات ریخت شناسی صورت گرفته توسط پاتولوژیست به خصیصه های DEP آن سلول ها هنگامی که در سوسپانسیون به عنوان CTC قرار میگیرند استفاده شود.

در حالی که سلول ها در سوسپانسیون در صورتی که کره ای کاملا هموار باشند کمینه مساحت سطح را دارند، سلول های بافت نیز کمینه ی مساحت ممکن را به خود میگیرند پس در حین تشکیل ساختار شبکه ی  3-بعدی به شکل آجر مانند در می آیند.(نگاه کنید به شکل 4). در این حالت، تخمین صورت گرفته که برای ساختاری کاملا منظم از لایه های مخاطی است، سلول ها مساحت غشایی دارند که از سلول های کروی با حجم یکسان با ضریب  بزرگتر است. این میزان، کمترین میزان ضریب چین خوردگی ممکن برای ساختار منظم در بافت است. سلول های که هموار نیستند و از بافت هایی کمتر منظم خارج شده اند ضریب چین خوردگی بیشتر از 1.24 خواهند داشت. در عمل طبق اندازه گیری های  DEP و ROT که بر روی سلول های به دست آمده از بافت انجام شده بود این نتیجه به دست آمده است که ضریب چین خوردگی بیشتر است حتی بیشتر از 10. برای مثال تزریق وریدی با محلول هیدرولیز کننده بر روی موش های آزمایشگاهی از طریق سیاهرگ ارتباطی با کبد نتایجی با ضریب چین خوردگی بین 4 تا 10.5 و اندازه هایی بین 15-40 µm را نشان داد.

شکل 4  نمایش دو یعدی ابعاد ریخت شناسی CTC های مشتق از بافت جامد

  1. حداقل مساحت سطحی که یک سلول در بافت جامد می تواند داشته باشد و در ساختار یکپارچه ی آجری رخ میدهد. در این نظم، مساحت سطح سلول ها با ضریب  بیشتر کره ی هم حجم ایده آل می شود.;  (B) سلول های تومور با افزایش درجه سرطان بی نظم تر می شوند، که منجر به افزایش مساحت سطح سلول ها می شود.;(C) وقتی که سلول های تومور وارد چرخه می شوند و کروی تر می شوند ، سطح آن ها چین می خورد تا مساحت سطح هم خوانی پیدا کند.(D) که باعث داشتن فرکانس تقاطع DEP پایین می شود.;(E) سلول های سرطانی به صورت کیسه های بزرگی در می آیند زمانی که در سوسپانسیون مقاومت می کنند با این حال ضریب چین خوردگی همچنان بزرگ باقی می ماند.;(F) سلول های MDA-MB-231  در سوسپانسون بلافاصله پس از وارد شدن از حالت تومور جامد که چین خوردگی و غشای اضافی در آن ها مشهود است.;(G) همان سلول بعد از ماندن در محلول برای 2 ساعت. با وجود از دست دادن کیسه ها که حجم زیادی از سیتوپلاسم و غشا را نیز برده است همچنان ضریب چین خوردگی بزرگتری از سلول های خون دارد.

برای درک اینکه چرا سلول های سرطانی غشای بزرگتری از سلول های نرمال دارند ، باید دانست که سرطان یک پدیده ی بی نظم(entropic) در تمام سطوح زندگی است. با پیشرفت آن به صورت ژنی ، کروموزومی ، هسته ای و ساختار داخلی سلول و توده ی سلولی و بافت، ریخت شناسی آن به همین ترتیب بی نظم تر می شود تا زمانی که در مراحل پایانی، سلول های تومور به بافت همسایه حمله می کنند و شروع به حرکت در امتداد بدن به عنوان CTC می کنند که تومور را پخش میکند و کیفیت ساختار های توده ارگانیزمی را نیز کاهش می دهد . اندازه گیریهای اولیه به پاتولوژیست ها کمک می کند تا به صورت کمی میزان پیشرفت سرطان را با سطح تومور تشخیص دهند، که به وسیله ی میزان تغییرات ریخت شناسی سلول و شکست های ساختار منظم بافت در مقایسه با خالت طبیعیو به خوبی تفکیک شده تعریف می شود. با پیشرفت سرطان و افرایش سطح تومور، سطح سلول برای هم خوانی با ساختار نامنظم اطراف افزایش می یابد. تشدید شده این اثر ، کاهش شدید  درجه پیچیدگی های هم خوانی درون سلولی است،که شامل اتصالات هم خوان ، اتصالات محکم، حالات کانکسی و اتصالات فواصل خالی است، که معمولا اتصال نزدیکی بین غشاهای سلول های مجاور در بافت نرمال است تا فواصل خالی پوشانده شوند. با کاهش همخوانی بین سلولی حالت هایی از قطعات غشایی مانند میله مانند ها برای خالی کردن فضای خالی بین سلول های همسایه به وجود می آیند. بعضی سلول ها امکان شکاف ایجاد کردن بین سلول ها و خارج شدن به سمت بافت های نرمال را پیدا میکنند. این جنبندگی که با فیلوپدیا ها یا اینودوپدیاها(میله های غشای سلولی) افزایش می یابد امکان عبور از دیواره ی شریان های خونی و تبدیل شدن سلول به CTC  را فراهم می آورد.

به نظر می رسد که افزایش مساحت غشای سلول تنها به عنوان تبعات پیشرفت سرطان مطرح نیست بلکه خود نقش اساسی در عملکرد مخرب و اشتباه سلول ها ی سرطانی وتبدیل شدن آن ها به CTC دارد. طبق این دانش ارائه شده، دیده شده که افزایش مساحت غشای سلول های سرطانی یک خصیصه ی فیزیکی است که سطح سرطان را نشان میدهد.

مرجع :

1. Isolation of Circulating Tumor Cells by Dielectrophoresis

خواندن 156838 دفعه آخرین ویرایش در چهارشنبه, 25 شهریور 1394 ساعت 14:26

262293 نظرها

نظر دادن

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. کد HTML مجاز نیست.

درباره ما

 گروه پژوهشهای کاربردی MEMS دانشگاه تهران در مهر ماه 1394 با هدف انجام پژوهشهای کاربردی به منظور دستیابی به فنآوری های Hitech در حوزه های MEMS&NEMS که مورد نیاز صنایع مختلف کشور باشد، با تلاش جمعی از اساتید و دانشجویان رشته مهندسی سیستم های میکرو و نانو الکترومکانیکی دانشگاه تهران تاسیس گردید. 

بالا
ما از کوکی ها برای بهبود وب سایت استفاده می کنیم.ادامه استفاده شما از کوکی ها در سایت رضایت شما را از کوکی ها نشان می دهد. مشاهده جزئیات