IBM说,新芯片可以过滤血液中的癌症迹象

  凤凰动态     |      2018-06-06

癌症从小处开始——在纳米尺度上,DNA、RNA和蛋白质会产生有害的缺陷。因此,癌症检测的规模一直在缩小——朝着“液体活检”的方向发展,这种“液体活检”过滤血液和其他体液,以便在肿瘤出现之前检测细胞或细胞碎片中的问题。

广告IBM今天宣布了一项技术,以构建一种新的“片上实验室”设备,它可以将粒子分类至外来体大小,即从细胞中排出的蛋白质、RNA,有时还有DNA包,这些包可以保存癌症迹象。研究人员说,外来体大约有病毒大小,这项技术也可以捕捉到病毒。原型芯片可能在3到5年后问世。

为什么一家电脑公司参与癌症研究?这些微小的分选设备也需要同样的技术来制造半导体。这种2厘米见方的新芯片提炼了一种大约十年前的技术,叫做确定性侧向位移( DLD )。它基本上是由硅柱构成的障碍跑道,硅柱之间有几十纳米的间隙。(一根头发大约有十万纳米厚。)像细胞、细胞碎片或外来体这样的颗粒是根据柱子之间间隙的大小以及它们在穿过几排柱子时如何反弹来分类的。较大的粒子偏向一边;小的去另一个。

微小粒子穿过相隔几纳米的硅列行。IBMs设备不是芯片上的第一个实验室,也不是第一个为液体活检挑选生物颗粒的实验室。今天发表在《自然纳米技术》杂志上的研究是关于规模的。“我们正在讨论分离生物实体,”IBM研究员约书亚·史密斯说。“据我们所知,分离出来的最大尺寸大约是一微米。“IBM已经能够将粒子分类到20纳米以下——小到50倍,足以捕获平均宽约100纳米的外来体。IBM Research纳米生物技术小组组长古斯塔沃·斯托洛维奇基说,20纳米并不是IBM分类技术的极限。

“这不像是开创性的,”Freenome公司的首席执行官兼联合创始人加布里埃尔·奥特( Gabriel ott )说,Freenome是一家不使用DLD技术且不隶属于IBM的液体活检公司。“但在这方面仍然很重要,因为你到了一个可以分离外来体的地方。“

生物数据包tsexosomes是微小的包或囊泡,长期以来被认为是细胞想要清除的多余蛋白质和其他物质的垃圾袋。但一些研究人员现在认为,至少有一些人携带编码在他们携带的分子中的信息。纽约西奈山伊坎医学院教授Carlos londrond - Cardo说:「细胞需要大量时间来制作这些神奇的联邦快递信封。」西奈山正与IBM在芯片上合作,并利用它进行一项即将到来的前列腺癌研究。“我们已经了解到,这些外来体的一部分与细胞之间的交流方式有关,现在我们可以捕捉它们了。“

IBMs血液分选芯片。不管它们的功能如何,外来体已经是癌症检测的工具。例如,2015年5月,德克萨斯大学的研究人员在《自然》杂志上发表了一篇关于胰腺癌检测的文章,该检测发现癌细胞外体上存在化学物质。奥特说:「最大的不同可能是使用[ IBMs ]技术,你可能可以做一个更纯粹的隔离。」“我认为,如果你有一个更纯的样本,它会开辟其他有趣的生物应用。“

广告广告IBMs Stolovitzky说,一种可能性是破解单个外来体并对其进行基因测序,以了解它们之间的变异如何变化。“目前还没有人知道这方面的医疗应用,”奥特说。