Les cellules tumorales circulantes (CTC) se réfèrent aux cellules cancéreuses qui se sont rompues d'une tumeur primaire. Ces cellules tumorales peuvent traverser le sang dans le système circulatoire et se loger dans d'autres organes pour provoquer des tumeurs secondaires. Par conséquent, la détection et la caractérisation ultérieure des CTC à partir du sang peuvent aider dans le diagnostic clinique et le traitement de divers cancers. Cependant, la capture efficace des CTC du sang s'est avérée difficile.
Les progrès des technologies de micro / nanofabrication, ainsi que de nouveaux matériaux à base de polymère, ont donné naissance à des systèmes microfluidiques qui peuvent détecter les CTC. Des rapports récents indiquent qu'en utilisant des anticorps comme molécules de capture, les CTC peuvent être piégés dans les systèmes microfluidiques. Mais là encore, l'incorporation d'anticorps dans des zones spécifiques dans des dispositifs micro-dimensionnaires nécessite des réactions chimiques complexes et augmente finalement les coûts de production de microdages de détection de CTC à grande échelle.
Pour permettre la capture efficace des CTC du sang via une plate-forme de détection rentable, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Masumi Yamada de la Graduate School of Engineering de l'Université de Chiba, Japon, a développé de nouveaux dispositifs microfluidiques qui incorporent des microcones, en taille comparable aux cellules biologiques. L'équipe comprenait M. Yuhei Saito de la Graduate School of Science and Engineering, de l'Université de Chiba, et du Dr Shuhei Aoyama du Denka Innovation Center, Denka Co., Ltd., Japon. Leurs résultats de recherche ont été publiés en ligne dans la revue Laboratoire sur une puce le 28 mai 2025.
Initialement, les chercheurs ont utilisé des feuilles de polycarbonate (PC) avec les réseaux de microcènes avec une rugosité de la taille d'un nanomètre en utilisant une technologie de fabrication thermique à base de nanoimprint (T-NIL) -Une une technologie de fabrication thermique. Plus précisément, le T-NIL a permis la préparation de microcones qui étaient d'environ 30 micromètres en dimensions et emballées dans un motif hexagonal. En raison de leurs interactions basées sur la chimie et la morphologie de surface, la feuille de PC micro / nano-congénierie pourrait facilement se lier et adsorber les anticorps.
Pour développer un microdage fonctionnel, les scientifiques ont enduit les feuilles de PC fabriquées avec des anticorps de molécule d'adhésion des cellules épithéliales anti-humains, qui pourraient capturer les cellules cancéreuses. Les feuilles de PC ont ensuite été sandwichs entre une plaque plate et une lame de verre pour former des canaux microfluidiques. « Pour étudier l'impact de la disposition des microcones sur les comportements de capture des cellules cancéreuses, nous contrôlé le angles d'orientation du tableau des microcones dans le canaux microgap, « dit le professeur Yamada, fournissant des détails plus fins sur l'étude.
Au cours de l'analyse expérimentale, le dispositif microfluidique a démontré une capture hautement sélective des cellules du cancer du sein humain (MCF-7) et des cellules du cancer du poumon humain (A549) des échantillons de sang. Notamment, dans les appareils où les angles d'orientation des microcones étaient de 15 ° ou 30 °, l'efficacité de capture des cellules MCF-7 est restée plus de 90% même à des débits élevés. Cette constatation a montré que la disposition des microcones était la clé des applications de détection du dispositif microfluidique.
Enfin, pour mettre en évidence la capacité de diagnostic clinique de l'appareil, les chercheurs ont mené une étude en immunocoloration en utilisant colorants fluorescents pour détecter des protéines spécifiques. Malgré l'utilisation de multiples réactifs aux cellules étiquetées par fluorescence, ils ont constaté que les cellules cancéreuses restaient piégées dans les micro-canaux et ne s'échappent pas. De plus, lors de l'observation sous lumière fluorescente, les cellules cancéreuses capturées pourraient être facilement distinguées des cellules normales.
Le professeur Yamada conclut en décrivant les applications potentielles du nouveau système de diagnostic contenant du microcone, « Il existe de nombreuses technologies pour détecter le cancer, mais il a été un défi de longue date de détecter le cancer cellules avec une sensibilité élevée en utilisant des méthodes peu invasives. Nous espérons que grâce à notre nouveau système microfluidique, même des tests sanguins simples pourront être utilisés pour aider au diagnostic précoce du cancer. Il peut également être utile pour vérifier l'efficacité du traitement du cancer et surveiller la récidive après le traitement. «
Dans l'ensemble, cette étude révèle un outil de diagnostic simple, rentable et très sensible pour détecter les cellules cancéreuses circulantes dans le sang. Espérons que ce nouveau dispositif sera utilisé dans des milieux pratiques plus tôt pour le diagnostic efficace du cancer.
