NAUKOWCY Z TRZECH WIODĄCYCH INSTYTUCJI WYKORZYSTUJĄ MOC DŹWIĘKU DO WYKRYWANIA KOMÓREK NOWOTWOROWYCH

W 1869 roku po raz pierwszy odkryto krążące komórki nowotworowe (CTC) u mężczyzn z przerzutami. W tamtym czasie zakładano, że komórki nowotworowe znalezione we krwi mają pierwotne źródło. Niedawno wykazano, że teoria ta jest poprawna, a CTC są odłączane od ognisk pierwotnych i krążą w krwiobiegu. Oznacza to, że CSC są podobne do nasion lub zarodników, które osiedlają się w innych narządach (przerzuty) i powodują uszkodzenia ciała.

Przeprowadzenie analizy ilościowej CSC jest kłopotliwym zadaniem, ponieważ czasami w jednym mililitrze pobranej krwi znajduje się od 1 do 10 komórek nowotworowych. Wykrycie takich komórek pomoże lekarzom monitorować skuteczność leczenia i analizować ryzyko przerzutów. Standardowa biopsja tkanki jest nieinwazyjna i nie zawiera informacji o ryzyku rozprzestrzeniania się i progresji choroby.

Do tej pory zespół naukowców z trzech wiodących instytucji (MIT, Pennsylvania State University i Carnegie Melon University) udoskonalił nową metodę izolacji i przechwytywania za pomocą fal dźwiękowych. Pierwsza wersja urządzenia została określona jako powolna, a nowa jest 20 razy szybsza. Niedawno zespół zademonstrował dokładność w badaniach klinicznych, podkreślając zdolność do wychwytywania patologicznych komórek.

Inne metody izolacji komórek wymagają znakowania chemicznego lub wykorzystują destrukcyjne interakcje mechaniczne. Nowe urządzenie składa się z dwóch czujników akustycznych umieszczonych naprzeciwko kanału mikroprzepływowego. Kiedy fale dźwiękowe o tej samej długości spotykają się, powstaje fala stojąca (fala stacjonarna), która ma minimalne ciśnienie (węzły). Kiedy komórki przechodzą przez ten kanał, fala ma na nie wpływ i są one odpychane do ściany kanału. Odległość ruchu jest bezpośrednio związana z rozmiarem komórki i jej innymi właściwościami, takimi jak gęstość.

Nowa wersja urządzenia ma przepływ roboczy około 20 razy większy niż stara, która potrzebowała ponad 50 godzin, aby przetworzyć standardową objętość 6 mililitrów. Naukowcy osiągnęli takie wyniki testując i mierząc parametry urządzenia (kąt nachylenia czujników).

Praktyczne zastosowanie

Badanie zostało przeprowadzone przy użyciu nowego urządzenia akustycznego z wykorzystaniem próbek komórek hodowanych w warunkach laboratoryjnych. Wyniki wykazały 83% prawdopodobieństwo wyizolowania komórek nowotworowych, nawet w próbkach zawierających do jednego CTC na 100 000 limfocytów.

« Poszukiwanie krążących komórek nowotworowych w próbce krwi jest jak szukanie igły w stogu siana, –   powiedział Tony Jun Huang, profesor inżynierii na Pennsylvania State University. – Zwykle jest 1 CTC na każdy miliard komórek krwi».

Pierwsze wyniki badań klinicznych próbek krwi od trzech pacjentek z rakiem piersi wykazały poziomy izolacji 1, 8 i 59 komórek. Pierwszy wynik jest interesujący, ponieważ pochodził od kobiety, która dobrze zareagowała na leczenie, a zatem miała mniej krążących komórek nowotworowych.

«Dzięki dalszej poprawie przepustowości komórek, urządzenie to będzie nieocenionym narzędziem zarówno do badania złożonych zagadnień krążących komórek nowotworowych, jak i do oceny klinicznej różnych nowotworów,« powiedział Subra Suresh, prezes Carnegie Melon University.

https://www.youtube.com/watch?v=bSRjSFyBW4c