Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • БиоМолТекст-18

Акустика для «жидкой биопсии»

Исследователи университета Дьюка, Массачусетского технологического института и Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали щадящий бесконтактный метод выделения циркулирующих опухолевых клеток из образцов крови с помощью звуковых волн.

Циркулирующие опухолевые клетки представляют собой мельчайшие частички опухоли, отрывающиеся от нее и перемещающиеся по организму с кровотоком. Они содержат массу ассоциированной с прогнозом течения заболевания и эффективностью определенных методов лечения информации о типе опухоли, ее физических характеристиках и генетических мутациях. Способность быстро и эффективно выделять эти клетки из образца крови и культивировать их в лабораторных условиях предоставляет возможность получения «жидкой биопсии» для установления точного диагноза, прогнозирования течения и индивидуального подбора терапии.

Однако концентрация таких клеток в крови ничтожно мала (единицы на миллиард клеток крови), и их обнаружение является исключительно сложной задачей. Существующие на сегодняшний день технологии очень далеки от совершенства и часто повреждают или убивают циркулирующие опухолевые клетки в процессе их обнаружения. Помимо этого они малоэффективны, работают только с определенными типами рака или применяемая процедура слишком длительна для многих ситуаций.

Предложенный авторами подход основан на использовании звуковых волн и позволяет выделять циркулирующие опухолевые клетки из пробирки крови объемом 7,5 мл в течение часа. При этом эффективность процедуры составляет не менее 86%. Разработчики надеются, что дополнительные усовершенствования трансформируют этот подход в новый метод анализа, выполняемый с помощью недорогих одноразовых чипов.

Подход заключается в фиксировании стоячей звуковой волны под углом к жидкости, протекающей по крошечному каналу. Звуковая волна, по сути, представляет собой волну давления, толкающую частицы, взвешенные в протекающей жидкости. Это акустическое давление оказывает более сильное воздействие на крупные плотные злокачественные клетки, чем на нормальные клетки крови, выталкивая их в отдельный канал.

CTCs.jpg

Устройство размером с пенни выделяет циркулирующие опухолевые клетки из биологических жидкостей с помощью звуковых волн.

Энергоемкость и частота звуковых волн сопоставимы с параметрами волн, применяемых в медицинских ультразвуковых исследованиях. Риск повреждения циркулирующих опухолевых клеток минимизирован также за счет того, что каждая клетка подвергается воздействию звуковой волны только на протяжении доли секунды и не требует мечения или модифицирования поверхности.

Технология была впервые продемонстрирована три года назад, после чего она была усовершенствована до состояния, в котором она пригодна для клинического применения. Первая модификация заключается в изготовлении одной из стенок канала из стекла, отражаясь от которого, звуковая волна усиливает волны давления внутри канала. Помимо этого канал для отделения раковых клеток разместили в центре основного канала, что ускоряет процесс обработки образца.

Появившийся в результате прототип прибора обрабатывает жидкость со скоростью 7,5 мл в час, что в 7 раз превышает исходный показатель. При этом устройство сохранило 86%-ю эффективность и прочие многочисленные преимущества над другими методами.

Разработчики протестировали свой метод на образце крови пациентов с раком предстательной железы и успешно проанализировали выделенные клетки на ряд биомаркеров, а также характеристики скорости роста. Они продемонстрировали, что уровни экспрессии ключевых терапевтических мишеней, таких как простатоспецифичный антиген (ПСА), на циркулирующих опухолевых клетках разных пациентов варьируют в очень широких пределах.

В настоящее время авторы работают над дальнейшим повышением скорости и эффективности технологии, а также изучают возможности ее применения в клинической практике. Они также планируют использовать ее в ряде научных проектов, таких как изучение механизмов, позволяющих циркулирующим опухолевым клеткам выживать в кровотоке и формировать метастазы.

Статья Mengxi Wu et al. Circulating Tumor Cell Phenotyping via High‐Throughput Acoustic Separation опубликована в журнале Small.

Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Duke University: Sound Waves Could Provide 'Liquid Biopsies'.


Читать статьи по темам:

рак диагностика персонализированная медицина Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Измерьте свой уровень лейкоцитов

Для пациентов, получающих химиотерапию, разработали способ неинвазивного определения лейкоцитов в крови в домашних условиях.

читать

Штрих-код для раковой клетки

Ученые Стэндфордского университета нашли способ модифицировать гены таким образом, чтобы отслеживать отдельные клетки опухоли.

читать

Что за болезнь – рак? Часть 5

В последней статье цикла специалисты компании «Атлас» расскажут о молекулярном тестированим и как оно влияет на постановку диагноза.

читать

Новый метод подбора противораковых препаратов

Устройство под названием «суспензионный микроканальный резонатор» может за 15 часов определить реакцию клеток конкретной опухоли на разлиные химиопрепараты.

читать

5 миллионов на персональную диагностику рака

Венчурный фонд Primer Capital вложил 5 миллионов рублей в компанию «ЦСБ Геномика», занимающуюся сервисом для подбора персонализированной противоопухолевой терапии.

читать