Forscher erstellen ein Gerät, um Risiken für Brustkrebs zu identifizieren

Anonim

Forscher der Purdue University entwickeln ein Gerät, von dem sie hoffen, dass es hilft, Risikofaktoren zu identifizieren, die Brustkrebs verursachen.

Das Gerät, bekannt als Risk-on-a-Chip, ist ein kleines Plastikgehäuse mit mehreren dünnen Schichten und einer Öffnung für ein Stück Papier, auf dem die Forscher eine Portion Gewebe platzieren können. Diese winzige Umgebung erzeugt Risikofaktoren für Krebs und ahmt nach, was in einem lebenden Organismus passiert.

"Wir wollen verstehen, wie Krebs beginnt, damit wir es verhindern können", sagte Sophie Lelièvre, Professorin für Krebspharmakologie in Purdue.

Der Schlüssel zur Vorbeugung von Krebs ist zu verstehen, wie es beginnt, aber die Menschen wollen in der Regel nicht mit potenziellen Karzinogenen gestochen werden. Krebs ist eine Krankheit der Genexpression, und die Organisation von Genen ist spezifisch für eine bestimmte Spezies und ein bestimmtes Organ, was bedeutet, dass es nicht nützlich wäre, diese Studie an Ratten oder Mäusen durchzuführen. So braucht Lelièvre ein Modell, das das betreffende Organ nachahmt. Sie arbeitete mit Babak Ziaie zusammen, einem Professor für Elektro- und Computertechnik in Purdue, um das Gerät zu entwickeln.

"Im Gegensatz zu herkömmlichen 2-D-Monolayer-Zellkulturplattformen bietet unsere 3D-Zellkulturumgebung mit Gradientengeneratoren, die die biologische Relevanz der Umwelt für echtes Gewebe im Körper fördern", sagte Rahim Rahimi, ein Student im Ziaie-Labor .

Das Risk-on-a-Chip basiert auf einem früheren Zellkultur-Gerät, das von Lelièvre und Ziaie entwickelt wurde, um die Progression von Krebs zu untersuchen. Um es für die Prävention zu modifizieren, plant Ziaie, Nanosensoren hinzuzufügen, die zwei Risikofaktoren messen: oxidativen Stress und Gewebesteifigkeit.

Oxidativer Stress ist eine chemische Reaktion, die als Folge von Diät, Alkoholkonsum, Rauchen oder anderen Stressfaktoren auftritt, und verändert das Genom der Brust, was die Krebsentwicklung unterstützt. Das Risk-on-a-Chip simuliert oxidativen Stress, indem es diese Moleküle in einem Zellkultursystem produziert, das die Brustgänge nachahmt, in denen Krebs beginnt.

Die Gewebesteifigkeit bezieht sich auf die Steifheit des Brustgewebes, von der festgestellt wurde, dass sie zum Ausbruch und zur Progression von Brustkrebs beiträgt. Das Forschungsteam wird die Steifigkeit in einer abstimmbaren Matrix aus Fasern messen, deren Dichte relativ zur Steifigkeit ist.

Brustkrebs ist besonders schwierig zu verhindern, da mehrere Risikofaktoren unabhängig voneinander oder in Kombination wirken, um den Krankheitsausbruch zu fördern. Um dies zu berücksichtigen, wird das Risiko-on-a-Chip auf verschiedene Risikogruppen zugeschnitten sein.

"Wir müssen sehen, ob es einen Unterschied in primären Zellen von schwarzen Frauen oder asiatischen Frauen oder weißen Frauen gibt, weil das wichtig ist", sagte Lelièvre. "Die Art und Weise, wie unser Genom organisiert ist, hängt von der Herkunft und dem Lebensstil einer Person ab; es ist sehr komplex. Deshalb ist Krebs so schwer zu behandeln."

Das Forschungsteam glaubt, dass das Risiko-on-a-Chip genutzt werden könnte, um zusätzliche Risiken durch Hinzufügen weiterer Zelltypen und Biosensoren zu untersuchen. Sie schätzen, dass die Optimierung für jede neue Bedingung zwischen sechs Monaten und einem Jahr dauern wird.

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