Бусинки из окиси кремния помогут в диагностике рака
Группа учёных из Университета Кларксон в США разработала метод выявления раковых клеток шейки матки с помощью частиц оксида кремния.
Существующие способы идентификации раковых клеток в основном основаны на классических методах биологии, таких как визуальная идентификация злокачественных новообразований, генетические тесты или анализ роста клеток.
Несмотря на довольно высокий уровень разработки, эти методы всё же обладают рядом недостатков, среди которых невысокая точность или длительная процедура анализов, что доставляет неудобства при клиническом применении.
Американские исследователи под руководством профессора Игоря Соколова обратились за помощью к физике в надежде разработать альтернативный, более точный и простой метод определения раковых клеток. Описывая свой метод в журнале Small (Iyer et al. Towards Nonspecific Detection of Malignant Cervical Cells with Fluorescent Silica Beads), они обосновывают его сущность явлением неспецифической (чисто физической) адгезии частиц окиси кремния на поверхности клеток.
Разработке данного метода предшествовало другое исследование, опубликованное не так давно этими же учёными в Nature Nanotechnology, в котором они заметили не наблюдавшееся ранее различие физических свойств поверхности нормальных и раковых клеток эпителия шейки матки человека. В частности, они обнаружили существенные различия в свойствах ворсинок на поверхности клеток. Именно эти отличия послужили отправной точкой для данной работы. Как предположили учёные, отличия в структуре ворсинок должны привести к изменению параметров адгезии (прилипания) различных частиц к поверхности этих клеток.
Процесс адгезии исследовался с помощью атомной силовой микроскопии. Кантилеверы микроскопа с закрепленными на них частицами окиси кремния в форме бусинок поочерёдно касались поверхности клеток. При этом измеряли силу, необходимую для отделения частицы от клетки, а также силу адгезии.
Различие в адгезии имеет чисто физическую природу, именно она и была использована для распознавания раковых и нормальных клеток. Высокая степень адгезии означает, что большее количество частиц прилипает к поверхности клеток. Воспользовавшись флуоресцентными частицами окиси кремния, можно легко измерить количество флуоресцентного света, исходящего от этих частиц, и таким образом определить и количество самих частиц
Учёные брали для опытов специальные, особенно ярко флуоресцирующие частицы окиси кремния, также разработанные группой Соколова. Выполнив эксперименты на раковых и здоровых клетках ткани шейки матки, исследователи однозначно констатировали существенную разницу.
Результаты, достигнутые в ходе данного исследования, могут способствовать более ранней диагностике и лечению рака, что имеет решающее значение для снижения смертности от этого заболевания.
Хотя может показаться, что полученные достижения сулят появление новых, передовых, более быстрых, удобных и точных методов диагностики и лечения рака, профессор Соколов не торопится ликовать: «Проблема заключается в разнообразии человеческих индивидуумов. Отличия, наблюдавшиеся в ходе нашего эксперимента, получены всего лишь для шести субъектов. Этого достаточно для демонстрации явления, но недостаточно для того, чтобы можно было говорить о новом клиническом методе. Необходимо получить дополнительные экспериментальные и статистические данные, прежде чем искать клиническое применение».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Science Daily: Novel Cancer Detection Method Uses Tiny Silica Beads To Adhere To Cells
11.11.2009