白血病治療に対する患者の比較反応をモニターするためのマイクロ流体チップを用いた直接三重抗体免疫測定法

Microfluidic Chip based direct triple antibody immunoassay for monitoring patient comparative response to leukemia treatment.

• Kutay İçöz
• Ünal Akar
• Ekrem Ünal

抄録

3つの特異的抗原を持つ白血病細胞をスクリーニングするための時間とコスト効率の高いマイクロ流体チップを報告する。この方法では、標的となる芽球細胞を免疫磁気ビーズで二重に選別し、マイクロ流体チップ内の金表面に固定化した第3抗体で捕捉する。チップ内に捕捉されたブラスト細胞を明視野光学顕微鏡を用いて画像化し、画像を解析して細胞の定量化を行った。第一のソートは、ナノサイズの免疫磁気ビーズで行われ、ミクロンサイズの免疫磁気ビーズが使用された第二のソートが続いた。低コストのマイクロ流体プラットフォームは、マイクロサイズの金パッドを含むPMMAとガラスで作られています。開発されたマイクロ流体プラットフォームは、培養B型リンパ芽細胞で最適化され、白血病患者のサンプルでテストされました。白血病患者4名の骨髄8検体について、初回診断時と化学療法開始後15日目に、開発したマイクロ流体プラットフォームとフローサイトメトリーの両方を用いて試験を行いました。両者の統計的な一致率は99％であり、マイクロ流体チップは化学療法による芽球数の減少をモニターすることができることを示しています。患者サンプルを用いた実験では、開発したシステムが相対的な測定を行うことができ、適用された治療に対する患者の反応をモニターし、個別化された用量調整を可能にする可能性を持っていることを示しています。

We report a time and cost-efficient microfluidic chip for screening the leukemia cells having three specific antigens. In this method, the target blast cells are double sorted with immunomagnetic beads and captured by the 3rd antibody immobilized on the gold surface in a microfluidic chip. The captured blast cells in the chip were imaged using a bright-field optical microscope and images were analyzed to quantify the cells. First sorting was performed with nano size immunomagnetic beads and followed by 2nd sorting where micron size immunomagnetic beads were used. The low-cost microfluidic platform is made of PMMA and glass including micro size gold pads. The developed microfluidic platform was optimized with cultured B type lymphoblast cells and tested with the samples of leukemia patients. The 8 bone marrow samples of 4 leukemia patients on the initial diagnosis and on the 15th day after the start of the chemotherapy treatment were tested both with the developed microfluidic platform and the flow cytometry. A 99% statistical agreement between the two methods shows that the microfluidic chip is able to monitor the decrease in the number of blast cells due to the chemotherapy. The experiments with the patient samples demonstrate that the developed system can perform relative measurements and have a potential to monitor the patient response to the applied therapy and to enable personalized dose adjustment.