Forskare vid Purdue University skapar en enhet som de hoppas kan hjälpa till att identifiera riskfaktorer som orsakar bröstcancer.

Enheten, känd som risk-on-a-chip, är ett litet plastfodral med flera tunna lager och en öppning för ett papper där forskare kan placera en portion vävnad. Denna lilla miljö producerar riskfaktorer för cancer och härmar vad som händer i en levande organism.

"Vi vill kunna förstå hur cancer börjar så att vi kan förhindra det, sa Sophie Lelièvre, en professor i cancerfarmakologi vid Purdue.

Nyckeln till att förebygga cancer är att förstå hur den börjar, men folk vill i allmänhet inte bli provocerade med potentiella cancerframkallande ämnen. Cancer är en sjukdom i genuttryck, och organisering av gener är specifik för en viss art och organ, vilket betyder att det inte skulle vara användbart att utföra denna studie på råttor eller möss. Således, Lelièvre behöver en modell som efterliknar orgeln i fråga. Hon samarbetade med Babak Ziaie, en professor i el- och datateknik vid Purdue, för att skapa enheten.

"Till skillnad från konventionella 2-D monolager cellodlingsplattformar, vår tillhandahåller en 3D-cellkulturmiljö med konstruerade gradientgeneratorer som främjar miljöns biologiska relevans för verklig vävnad i kroppen, sa Rahim Rahimi, en doktorand i Ziaies labb.

Risk-på-a-chipet är baserat på en tidigare cellodlingsanordning utvecklad av Lelièvre och Ziaie för att studera cancerprogression. För att ändra det för förebyggande, Ziaie planerar att lägga till nanosensorer som mäter två riskfaktorer:oxidativ stress och vävnadsstyvhet.

Oxidativ stress är en kemisk reaktion som uppstår som ett resultat av diet, alkoholkonsumtion, rökning eller andra stressfaktorer, och det förändrar bröstets genom, hjälpa cancerutvecklingen. Risken på ett chip kommer att simulera oxidativ stress genom att producera dessa molekyler i ett cellodlingssystem som efterliknar bröstkanalerna där cancer börjar.

Vävnadsstyvhet hänvisar till stelheten i bröstvävnad, som har visat sig bidra till början och utvecklingen av bröstcancer. Forskargruppen kommer att mäta styvhet i en avstämbar matris gjord av fibrer, vars densitet är i förhållande till styvhet.

Bröstcancer är särskilt svårt att förebygga eftersom flera riskfaktorer fungerar oberoende eller i kombination för att främja sjukdomsdebut. För att ta hänsyn till detta, risk-on-a-chip kommer att kunna skräddarsys för olika grupper av kvinnor i riskzonen.

"Vi måste se om det är skillnad i primära celler från svarta kvinnor eller asiatiska kvinnor eller vita kvinnor, för det spelar roll, " Lelièvre sa. "Sättet vårt genom är organiserat beror på en individs härkomst och livsstil; det är väldigt komplicerat. Det är därför cancer är så svårt att behandla."

Forskargruppen tror att risk-on-a-chip kan användas för att studera ytterligare risker genom att lägga till fler celltyper och biosensorer. De uppskattar att optimering för varje nytt tillstånd kommer att ta mellan sex månader och ett år.