NOVé NOSITEĽNé ZARIADENIE MôŽE DETEKOVAŤ RAKOVINU S VäČŠOU PRESNOSŤOU

Vedci z Michiganskej univerzity vyvinuli a v súčasnosti testujú prístroj, ktorý nazývajú „stelesnením presnej medicíny“ a ktorý detekuje rakovinu v cirkulujúcej krvi.

Sľubné sú nedávne snahy o vývoj nositeľného zariadenia, ktoré dokáže detekovať rakovinu v krvi.

„Nikto nechce podstúpiť biopsiu,“ hovorí Dr. Daniel Hayes, profesor výskumu rakoviny prsníka Stuart B. Padnos z Roger Cancer Center v Michiganskej univerzite v Ann Arbor.

Biopsie sú invazívne a môžu byť nepríjemné, napriek tomu sú v súčasnosti najpresnejšou metódou na určenie, či človek má alebo nemá rakovinu.

Dr. Hayes však navrhuje: „Ak by sme mohli získať dostatok rakovinových buniek z krvi, mohli by sme ich použiť na získanie informácií o biológii nádorov a priamej starostlivosti o pacientov.“

Dr. Hayes a jeho tím nedávno vyvinuli nositeľné zariadenie, ktoré dokáže „filtrovať“ cirkulujúcu krv na rakovinové bunky, ktoré - ak prejde všetkými testami - by mohlo nahradiť tekuté biopsie, kde zdravotnícki pracovníci odoberajú vzorky krvi alebo moču jednotlivcom, aby hľadali markery rakovina.

Rakovinové nádory uvoľňujú bunky do krvi, čo znamená, že aspoň teoreticky by mal byť odborník schopný zistiť prítomnosť rakoviny odobratím vzorky krvi a jej analýzou.

Je to však jednoduchšie povedať, ako urobiť, pretože ani u ľudí, ktorí majú zhubné nádory, nemusia krvné vzorky odhaliť veľa alebo vôbec nič, pretože rakovinové bunky, ktorých nádory sa uvoľňujú do krvi, rýchlo cirkulujú a nemusia sa prejaviť v jeden odber krvi.

Dr. Hayes a jeho kolegovia z University of Michigan, pobúrení touto komplikáciou, prišli s prístrojom, ktorý dokáže všetku prácu pri testovaní pomocou kvapalnej biopsie, ale skutočne „skenuje“ krvný obeh pre rakovinové bunky.

Tím zatiaľ testoval toto zariadenie na psoch a nálezy zverejnil v časopise Komunikácia o prírode.

Výzvy pri dosahovaní efektívneho dizajnu

Vedci vysvetľujú, že hoci väčšina rakovinových buniek, ktoré skončia v krvi, dlho neprežije, tie, ktoré prežijú, môžu skončiť v rôznych častiach tela a vytvoriť nový metastatický nádor.

Nositeľné zariadenie je približne 2 x 2,75 x 1 palec.
Obrazový kredit: Tae Hyun Kim, Ph.D.

Z tohto dôvodu je dôležité čo najskôr zistiť prítomnosť rakoviny a zamerať ju na adekvátnu liečbu, ktorá zabráni šíreniu a ďalšiemu poškodeniu.

Keď sa doktor Hayes a kolegovia rozhodli vyskúšať a vyvinúť nositeľné zariadenie na skríning rakovinových buniek v krvi, čelili radu prekážok, ktoré museli obísť.

Po prvé, zariadenie má veľkosť asi 2 x 2,75 x 1 palec, ale musí vyhovovať všetkej technológii skríningu a analýzy krvi, ktorá zvyčajne predstavuje stroje vysoké ako stôl. Potom museli nájsť spôsoby, ako urobiť toto nositeľné zariadenie efektívnym a bezpečným.

„Najnáročnejšou časťou bolo integrovanie všetkých komponentov do jedného zariadenia a následné zaistenie toho, aby sa krv nezrazila, aby bunky neupchali čip a aby bolo celé zariadenie úplne sterilné,“ vysvetľuje prvý autor štúdie. , Tae Hyun Kim, Ph.D.

Tím prišiel s niekoľkými kreatívnymi riešeniami pre všetky tieto problémy. Najskôr našli spôsob zmiešania krvi prechádzajúcej prístrojom s antikoagulantom (prostriedkom proti zrážaniu krvi) - heparínom. Potom prišli na spôsob, ako zabezpečiť, aby zariadenie zostalo sterilné bez ovplyvnenia protilátok na čipe, ktoré pomáhajú identifikovať rakovinové bunky.

Pokiaľ ide o čip, ktorý leží v jadre tohto zariadenia, vedci vysvetľujú, že používa oxid grafénu na vytvorenie „filtračných“ mechanizmov zakončených protilátkami, ktoré sú schopné zachytiť viac ako 80 percent rakovinových buniek prítomných v krvi.

„Stelesnenie presnej medicíny“

Pri testovaní tohto zariadenia vedci pracovali so zdravými psami, ktorým injekčne podali ľudské rakovinové bunky. Tím upokojuje, že táto liečba nemá dlhodobý účinok na zvieratá, ktorých imunitný systém sa zbaví cudzích buniek v priebehu niekoľkých hodín po injekcii.

Vo svojom experimente dali vyšetrovatelia psom mierne sedatíva počas prvých pár hodín po injekcii rakovinových buniek a tí potom nasadili skríningové zariadenia.

Tím navyše každých 20 minút zbieral vzorky krvi z každého zvieraťa a osobitne ich vyšetroval na prítomnosť rakovinových buniek pomocou čipov s rovnakým dizajnom, aké vkladali do experimentálnych zariadení.

Vedci zistili, že nositeľné zariadenie identifikovalo a zhromaždilo 3,5-krát viac rakovinových buniek na mililiter krvi ako rovnaký čip pri „skenovaní“ vzoriek krvi in vitro.

„Je to rozdiel medzi bezpečnostnou kamerou, ktorá každých päť minút sníma dvere alebo sníma video. Keby votrelec vstúpil medzi snímky, nevedeli by ste o tom, “hovorí spoluautorka štúdie Sunitha Nagrath, Ph.D.

V budúcich štúdiách sa vedci snažia zdokonaliť nositeľné zariadenie zvýšením rýchlosti spracovania krvi. Na ďalšie testovanie v realistickejšom kontexte potom vyšetrovatelia plánujú použitie u psov, ktoré už majú rakovinu.

Zatiaľ čo nové zariadenie zatiaľ sľubuje veľa, doktor Hayes sa domnieva, že zostáva ešte nejaký čas, kým bude k dispozícii pre ľudí. Odhaduje, že tím bude schopný uskutočniť klinické skúšky na ľudských účastníkoch do 3 až 5 rokov.