抗がん剤感受性試験のための電気化学センサーに関するレビュー

科学分野:

• 生物医学工学
• 分析化学
• 腫瘍学

背景:

• 従来の抗がん剤感受性試験は、時間のかかる終点細胞生存率アッセイに依存している。
• 既存の方法は、現代の創薬と個別化医療に不可欠なスループットとリアルタイムモニタリング機能を欠いている。
• 電気化学センサーは、薬剤効果の迅速かつリアルタイムな評価のための有望な道を提供する。

研究 の 目的:

• 最先端の電気化学的薬剤スクリーニングデバイスの原理、利点、および欠点を批判的にレビューする。
• 2Dおよび3D細胞モデルにおける細胞および細胞外マーカーのモニタリングのための電気化学センサーの進歩について議論する。
• 現在のボトルネックを克服し、抗がん剤感受性試験のための新しいセンシングパラダイムを確立するための展望を提供する。

主な方法:

• 薬剤感受性試験のための電気化学センサーの動作原理のレビュー。
• 細胞マーカー（増殖、接着、ギャップ結合）および細胞外マーカー（O2、pH、代謝物）をモニタリングするデバイスの分析。
• 2Dおよび3D細胞モデル（スフェロイド、チップ上の臓器）のためのナノマテリアルと機械学習を利用したセンサーの進歩に関する議論。

主要な成果:

• 電気化学センサーは、薬剤応答の多様な細胞および細胞外指標のモニタリングを可能にする。
• ナノマテリアルと機械学習は、薬剤スクリーニングの改善のためにセンサー性能を強化する。
• 電気化学センシングと組み合わせた3D細胞モデルは、ハイスループットでリアルタイムかつ正確な薬剤効果予測を提供する。

結論:

• 電気化学センサーは、抗がん剤感受性試験のための従来のメソッドに対する著しい進歩を提供する。
• 3D細胞モデルを備えたマルチセンサー、マイクロ流体、および機械学習支援デバイスは、創薬を加速する準備ができている。
• これらのプラットフォームは、研究と臨床応用の間のギャップを、日常的な抗がん剤感受性試験に橋渡しすることができる。