В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) нашли метод обнаружения, который может революционизировать лечение рака, показывая, как рак метастазирует и на какой стадии он находится.
Как распространяется рак?
Рак распространяется через циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК), которые с кровью попадают в другие органы, и их практически невозможно отследить. Когда опухоль начинает метастазировать, она выделяет свои клетки в кровь. Отдельная клетка зачастую не выживает в кровотоке сама по себе, но скопления клеток гораздо более устойчивы и могут перемещаться в другие органы, эффективно подталкивая рак к метастатическому состоянию. ЦОК оказалось трудно изучать, не говоря уже о лечении. Кровь содержит миллиарды клеток на миллилитр, и лишь небольшое количество из этих клеток может быть ЦОК у пациента с метастатическим раком. Такая интенсивная фильтрация была недоступна при использовании обычных лабораторных методов. Наиболее традиционная фильтрация слишком агрессивна и может разбить кластер на отдельные ячейки и разрушить возможность изучения эффекта кластера.
«Данная проблема заинтересовала таких инженеров, как я, потому что мы действительно хороши в создании датчиков или небольших устройств, которые выполняют чувствительный анализ», — прокомментировал Фатих Сариоглу (Fatih Sarioglu). «Мы начали разрабатывать технологии для захвата этих драгоценных клеток, чтобы помочь лучше справляться с раком».
Создание чипа Cluster-Well
Исследователи изобрели новый тип чипов под названием Cluster-Well, сочетающий точность микрожидкостных чипов с эффективностью мембранной фильтрации для обнаружения кластеров ЦОК. Микрожидкостные чипы с микрожидкостными элементами могут точно определить местонахождение каждой клетки в образце крови и определить, является ли она злокачественной. Чтобы быстро обработать клинически значимый объем крови, ученые использовали мембранную фильтрацию, чтобы сделать работу чипа более масштабируемой. По сути, чип выглядит как стандартный мембранный фильтр, но под электронным микроскопом микрожидкостный чип показывает свою тонкую структуру, используемую для захвата кластеров и пропускания других клеток крови. Практичность была так же важна для исследователей, как и функциональность. Хотя чип изначально изготавливается из кремния, как центральный процессор в компьютере, позже он переносится на полимеры, чтобы сделать его доступным, недорогим и одноразовым, сохраняя при этом свою тонкость и точность.
Новый чип может упростить и ускорить лечение метастатического рака
Исследователи использовали чип для скрининга образцов крови пациентов с раком яичников или простаты в рамках партнерства с больницами Эмори и Нортсайд. Ученые выделили кластеры ЦОК в диапазоне от 2 до 100 или более клеток от пациентов с раком простаты и яичников и использовали секвенирование РНК для анализа подмножества. Уникальная конструкция чипа означает, что кластеры ЦОК отфильтровываются в микролунках, и позже к ним можно получить доступ для дальнейшего анализа. Даже один ЦОК может содержать значительный объем данных о пациенте и его конкретном раке, что может иметь решающее значение для лечения заболевания. Например, исследователи обнаружили сотни ЦОК в кластерах в крови больных раком яичников, некоторые из которых еще живы, что может быть следствием распространения болезни.
Кроме того, путем секвенирования РНК в кластерах ЦОК предстательной железы, выделенных чипом, исследователи определили специфические гены, экспрессируемые этими метастазирующими клетками. Результаты исследования показывают, что кластеры ЦОК от разных пациентов экспрессируют разные гены, которые потенциально могут быть использованы для разработки персонализированных целевых методов лечения. Авторы исследования считают, что Cluster-Wells является рутинной частью процесса лечения, позволяющей определить, на какой стадии находится рак, по простому анализу крови.
Авторы другого исследования утверждают, что рак молочной железы распространяется преимущественно ночью.
Ученые выяснили, что происходит при метастазировании рака молочной железы в легкие.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.