ИССЛЕДОВАТЕЛИ ТРЕХ ВЕДУЩИХ УЧРЕЖДЕНИЙ ИСПОЛЬЗУЮТ МОЩНОСТЬ ЗВУКА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ РАКОВЫХ КЛЕТОК
В 1869 году впервые обнаружили циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) у мужчины с метастазами. На то время предполагали, что раковые клетки, найденные в крови имеют первичный источник. Недавно было показано, что эта теория правильная и ЦОК отрываются от первичных очагов и циркулируют по кровеносному руслу. Это значит, что ЦОК похожи на семена или споры, которые поселяются в других органах (метастазы) и наносят вред организму.
Проводить количественный анализ ЦОК – это кропотливая работа, поскольку иногда находят от 1 до 10 раковых клеток в одном миллилитре взятой крови. Обнаруживание таких клеток поможет врачам следить за эффективностью лечения и анализировать риск появления метастазов. Стандартная биопсия тканей – инвазивная и не содержит информации о риске распространения и прогрессирования заболевания.
В настоящее время команда ученых из трех ведущих учреждений (МТИ (Массачусетский технологический институт), Университета штата Пенсильвании и Университета Карнеги-Меллон), усовершенствовали новый метод изолирования и захвата, при помощи звуковых волн. Первая версия устройства была определенно медленной, а новая – в 20 раз быстрее. Совсем недавно команда показала точность клинических исследований, подчеркивая способность вылавливать патологические клетки.
Другие методы выделения и изолирования клеток требуют химической маркировки или используют разрушительные механические воздействия. Новое устройство состоит из двух акустических датчиков, размещенных противоположно микрофлюидному каналу. Когда встречаются звуковые волны с одинаковой длиной, – формируется стоячая волна (стационарная волна), которая имеет минимумы давления (узлы). Когда клетки проходят через этот канал, на них действует волна, и они отталкиваются к стенке канала. Расстояние движения напрямую совпадает с размером клетки и другими ее свойствами, такими как плотность.
Новая версия устройства имеет рабочую скорость течения примерно в 20 раз быстрее, чем старая, которая требовала более 50 часов для обработки стандартного объема 6 миллилитров. Ученые достигли таких результатов благодаря тестированию и изменению параметров устройства (угла наклона датчиков).
Практическое применение
Исследования проводили с помощью нового акустического устройства, используя образцы клеток, выращенные в лабораторных условиях. Результаты показали 83% вероятность изолирования раковых клеток даже в тех образцах, где было до одной ЦОК на 100,000 лимфоцитов.
“Искать циркулирующие опухолевые клетки в образце крови – это то же самое, что искать иголку в стоге сена, – сказал Тони Джун Хуанг, профессор технических наук Университет штата Пенсильвании. – Обычно насчитывается 1 ЦОК на каждый миллиард форменных элементов крови”.
Первые результаты клинических исследований образцов крови от трех пациентов с раком молочной железы показали уровень изоляции 1, 8 и 59 клеток. Первый результат интересный тем, что он был у женщины, которая хорошо реагировала на лечение, следовательно, имела меньше циркулирующих опухолевых клеток.
“С дальнейшими улучшениями пропускной способности клеток, это устройство станет бесценным инструментом, как для исследования сложных вопросов циркулирующих опухолевых клеток, так и для клинической оценки разных видов рака”, – сказал Субра Суреш, президент Университета Карнеги-Меллон.
11.05.2015