W obecnych badaniach biologii nowotworów trójwymiarowe skupiska komórek są nową i skuteczną techniką, która może dokładniej odtworzyć środowisko fizjologiczne i postać guza in vivo. Większość istniejących podejść do obserwacji skupisk komórek wykorzystuje konwencjonalne techniki obrazowania optycznego, które często nazywają znakowaniem fluorescencyjnym lub nawet obrazowaniem warstwowym skupisk komórek. Skaningowa mikroskopia elektrochemiczna (SECM) jako nieoptyczna technika obrazowania bez znaczników zyskuje na popularności. Uzyskanie danych na temat ekspresji genów w komórkach innych niż sygnały elektrochemiczne jest wyzwaniem dla obecnej charakterystyki skupisk komórek za pomocą skaningowej mikroskopii elektrochemicznej, która często wykorzystuje niewielką liczbę jednorodnych skupisk i skanowanie pojedynczej linii.
W tej pracy wykorzystano otwieraną technologię chipów mikroprzepływowych, aby połączyć hodowlę guza i skupisk komórek somatycznych na jednym chipie (85 x 4 jednostki hodowlane), usuwając wady obecnego badania wspomnianego powyżej. Po otwarciu chipa różne grudki komórek są skanowane i obrazowane za pomocą SECM, zanim pojedyncza grudka zostanie precyzyjnie wybrana do analizy ekspresji wielu genów. Wyniki obrazowania SECM pokazują, że zastosowanie powtarzanych skanów w dwóch trybach może z powodzeniem zmniejszyć wpływ sygnału elektrochemicznego na topografię dolnej powierzchni grudek oraz że fosfataza alkaliczna ma zwiększoną aktywność enzymatyczną w grudkach raka piersi (MCF7). Na masie fibroblastów aktywność enzymatyczna nie była bardzo wysoka. W komórkach nowotworowych ALP jest regulowany w górę, co zostało dodatkowo potwierdzone przez analizę ekspresji genów specyficznych skupisk komórek każdego typu po starannym wybraniu skupisk będących przedmiotem zainteresowania w obrazowaniu. Inne geny, w tym gen Sox2 związany z pluripotencją i geny markerów nabłonkowych MUC1 i EPCAM, również były znacznie podwyższone w masach guza 3D w porównaniu z fibroblastami.
Z inspiracji profesora Zhanga Xueji naukowcy z Instytutu Medycyny Precyzyjnej i Zdrowia na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Pekinie dokonali kolejnego znaczącego postępu w integracji mikroprzepływów ze skaningową mikroskopią elektrochemiczną. świeży most „Korzystanie z technologii obrazowania bez etykiet SECM do eksploracji dziedziny biomedycyny zawsze było gorącym punktem w dziedzinie chemii analitycznej” — powiedział dr Zhao Liang. „Technologia mikroprzepływowa może jeszcze bardziej pomóc SECM, dzięki czemu cały proces badawczy obrazowania komórek staje się bardziej płynny, generuje więcej cennych informacji, takich jak bezproblemowa analiza ekspresji genów na dużą skalę” – dodał.
