Jauna valkājama ierīce var precīzāk noteikt vēzi
Mičiganas universitātes pētnieki ir izstrādājuši un tagad testē ierīci, ko viņi sauc par “precīzās medicīnas iemiesojumu” un kas vēzi atklāj cirkulējošās asinīs.
"Neviens nevēlas veikt biopsiju," saka ārsts Daniels Hejs, Stjuarts B. Padnoss, krūts vēža pētījumu profesors Mičiganas Universitātes Rogelas vēža centrā Ann Arbor.
Biopsijas ir invazīvas un var būt neērtas, tomēr pašlaik tās ir visprecīzākā metode, lai noteiktu, vai cilvēkam ir vai nav vēzis.
Bet Dr Hayes ierosina: "Ja mēs varētu iegūt pietiekami daudz vēža šūnu no asinīm, mēs tos varētu izmantot, lai uzzinātu par audzēja bioloģiju un tiešu pacientu aprūpi."
Dr Hayes un viņa komanda nesen ir izstrādājuši valkājamu ierīci, kas var “filtrēt” cirkulējošās asinis vēža šūnām, un, ja tā izturēs visus testus, tā varētu aizstāt šķidras biopsijas, kur veselības aprūpes speciālisti ņem cilvēku asins vai urīna paraugus, lai meklētu marķierus. vēzis.
Vēža audzēji izlaiž šūnas asinīs, kas nozīmē, ka vismaz teorētiski, ņemot asins paraugu un to analizējot, speciālistam jāspēj noteikt vēža klātbūtni.
Tomēr to ir vieglāk pateikt nekā izdarīt, jo pat cilvēkiem, kuriem ir ļaundabīgi audzēji, asins paraugi var neko daudz atklāt vai vispār neko atklāt, jo vēža šūnas, kuru audzēji izdalās asinīs, ātri cirkulē un var neparādīties viens asins paraugs.
Šīs komplikācijas rosināts, doktors Hejs un viņa Mičiganas universitātes kolēģi ir izdomājuši ierīci, kas var veikt visu šķidrās biopsijas testēšanas darbu, bet faktiski “skenējot” asinsriti vēža šūnām.
Pagaidām komanda ir pārbaudījusi šo ierīci suņiem un ziņo par atklājumiem žurnālā Dabas komunikācijas.
Izaicinājumi panākt efektīvu dizainu
Pētnieki paskaidro, ka, lai arī lielākā daļa vēža šūnu, kas nonāk asinsritē, ilgstoši neizdzīvo, tās, kas izdzīvo, var nonākt dažādās ķermeņa daļās un veidot jaunu, metastātisku audzēju.
Attēlu kredīts: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Šī iemesla dēļ ir svarīgi pēc iespējas ātrāk atklāt vēža klātbūtni un mērķtiecīgi ārstēt to, novēršot tā izplatīšanos un turpmāku kaitējumu.
Kad viņi nolēma izmēģināt un izstrādāt valkājamu ierīci vēža šūnu pārbaudei asinīs, doktors Hejs un kolēģi saskārās ar virkni šķēršļu, kurus viņiem nācās apiet.
Pirmkārt, ierīces izmērs ir aptuveni 2 x 2,75 x 1 collas, taču tai jāatbilst visām asins skrīninga un analīzes tehnoloģijām, kas parasti ir tikpat garas kā galds. Tad viņiem bija jāatrod veidi, kā padarīt šo valkājamo ierīci efektīvu un drošu.
"Visizaicinošākās daļas bija visu komponentu integrēšana vienā ierīcē un pēc tam nodrošināšana, ka asinis nesarec, šūnas neaizsprosto mikroshēmu un ka visa ierīce ir pilnīgi sterila," skaidro pētījuma pirmais autors. , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Komanda patiešām nāca klajā ar dažiem radošiem risinājumiem visām šīm problēmām. Pirmkārt, viņi atrada veidu, kā sajaukt asinīs, kas iet caur ierīci, ar antikoagulantu (anti-asins recēšanas līdzekli) - heparīnu. Tad viņi izdomāja, kā pārliecināties, ka ierīce paliek sterila, neietekmējot mikroshēmas antivielas, kas palīdz identificēt vēža šūnas.
Attiecībā uz mikroshēmu, kas atrodas šīs ierīces pamatā, pētnieki paskaidro, ka tā izmanto grafēna oksīdu, lai izveidotu "filtrēšanas" mehānismus, kas papildināti ar antivielām, kas spēj uztvert vairāk nekā 80 procentus no vēža šūnām, kas atrodas asinīs.
“Precīzās medicīnas iemiesojums”
Lai pārbaudītu šo ierīci, pētnieki strādāja ar veseliem suņiem, kuriem viņi injicēja cilvēka vēža šūnas. Komanda pārliecina, ka šī ārstēšana ilgstoši neietekmē dzīvniekus, kuru imūnsistēma dažu stundu laikā pēc injekcijas atbrīvojas no svešām šūnām.
Savā eksperimentā pētnieki pirmajās pāris stundās pēc vēža šūnu injekcijām suņiem piešķīra vieglus nomierinošus līdzekļus, un pēc tam viņi uzstādīja skrīninga ierīces.
Turklāt komanda ik pēc 20 minūtēm savāca katra dzīvnieka asins paraugus un atsevišķi pārbaudīja vēža šūnas, izmantojot mikroshēmas ar tādu pašu dizainu kā tās, kuras viņi ievietoja eksperimentālajās ierīcēs.
Pētnieki atklāja, ka valkājamā ierīce uz mililitru asiņu identificēja un savāca 3,5 reizes vairāk vēža šūnu nekā tas pats mikroshēma, kad "skenējot" asins paraugus in vitro.
"Tā ir atšķirība starp drošības kameru, kas ik pēc piecām minūtēm uzņem durvju momentuzņēmumu vai uzņem video. Ja starp momentuzņēmumiem iekļūst iebrucējs, jūs par to nezināt, ”saka pētījuma līdzautore Sunitha Nagrath, Ph.D.
Turpmākajos pētījumos pētnieku mērķis ir uzlabot valkājamo ierīci, palielinot tās asins apstrādes ātrumu. Lai to pārbaudītu tālāk, reālākā kontekstā izmeklētāji plāno to izmantot suņiem, kuriem jau ir vēzis.
Kaut arī jaunā ierīce līdz šim ir daudz solījusi, doktors Hejs uzskata, ka vēl ir jāgaida, līdz tā kļūst pieejama cilvēkiem. Viņš lēš, ka komanda varētu veikt klīniskos izmēģinājumus ar cilvēkiem no 3 līdz 5 gadiem.
"Šis ir precīzās medicīnas iemiesojums, kas šobrīd ir tik aizraujošs onkoloģijas jomā."
Dr Daniels Hejs
