Как выловить раковые клетки
Несмотря на то, что подавляющее большинство свободно перемещающихся по организму злокачественных клеток не формируют новые опухоли, их появление в кровотоке считается предвестником развития метастазов. Специалисты считают, что точное определение количества таких клеток, известных как циркулирующие опухолевые клетки, может быть полезным методом для отслеживания эффективности терапии, а также профилактического скрининга.
Однако поиск этих клеток среди миллионов клеток крови можно сравнить с поиском иголки в стоге сена. Разработка методов их избирательной концентрации и захвата оказалась сложной с технической точки зрения задачей. Существующие методы выявления свободно циркулирующих раковых клеток из крови пациентов весьма немногочисленны и находятся на стадии разработки.
Взяв за основу результаты нескольких лет работы, исследователи университета Висконсина-Мэдисона создали технологию CapioCyte, позволяющую выявлять большие количества циркулирующих опухолевых клеток за счет замедления их движения и молекулярного связывания со специфичными молекулами.
Схематичное изображение процесса связывания, на котором циркулирующие опухолевые клетки (оранжевого цвета) и лейкоциты (белого цвета) перекатываются по покрытой «липкими» белками поверхности, имитирующей поверхность внутренней стенки сосуда.
Авторы воспользовались особенностью поведения этих клеток, которые прикрепляются к внутренним стенкам кровеносных сосудов и ищут подходящие для внедрения участки. Они разработали поверхность, покрытую «липкими» белками, при соприкосновении с которыми опухолевые клетки начинают «перекатываться» по поверхности, что замедляет их движение. После этого они связываются тремя специфичными антителами. Для увеличения силы связывания исследователи разработали ветвящуюся наноструктуру, каждое ответвление которой заканчивается антителом. Опухолевая клетка может связываться одновременно с несколькими ответвлениями, что обеспечивает прочность связывания.
Этот подход позволил авторам связывать в среднем 200 циркулирующих опухолевых клеток в каждом миллилитре крови пациента, что во много раз превышает возможности более ранних методов. Раковые клетки были выявлены в образцах всех 24 участников исследования, проходивших терапию рака головы и шеи, предстательной железы, прямой кишки и шейки матки. Несмотря на то, что количество клеток не коррелировало со стадией и, соответственно, с тяжестью заболевания, его уменьшение наблюдалось при успешном проведении радиотерапии. У двух из трех пациентов с рецидивирующей или резистентной формами течения болезни количество циркулирующих опухолевых клеток повторно повысилось после окончания курса стандартной терапии.
Прототип устройства на основе технологии CapioCyte, внутри которого небольшое количество крови пациента протекает через камеру, поверхность которой покрыта связывающими опухолевые клетки белками.
По словам руководителя группы, абсолютное количество циркулирующих опухолевых клеток не имеет особого значения из-за высокой индивидуальной вариабельности показателя. Более важной является тенденция изменения их количества, так как она отражает реакцию опухоли на лечение.
Статья Ja Hye Myung et al. Multivalent binding and biomimetic cell rolling improves the sensitivity and specificity of circulating tumor cell capture опубликована в журнале Clinical Cancer Research.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Wisconsin–Madison: Improved capture of cancer cells in blood could help track disease.