Исследователи из Технологического университета Сиднея разработали новое устройство, которое может обнаруживать и анализировать раковые клетки в образцах крови, что позволяет врачам избегать инвазивных операций по биопсии и контролировать ход лечения.
Рак является основной причиной болезней и смертей в Австралии: ежегодно диагностируется более 150 000 австралийцев. Людям с подозрением на рак , особенно в таких органах, как печень, толстая кишка или почки, часто требуется хирургическое вмешательство для окончательного диагноза.
Профессор Маджид Варкиани из Школы биомедицинской инженерии UTS сказал, что получение биопсии может вызвать дискомфорт у пациентов, а также повышенный риск осложнений из-за операции и более высоких затрат , но точный диагноз рака жизненно важен для эффективного лечения.
«Лечение рака путем оценки опухолевых клеток в образцах крови гораздо менее инвазивно, чем взятие биопсии ткани. Это позволяет врачам проводить повторные анализы и отслеживать реакцию пациента на лечение», — сказал он.
Устройство Static Droplet Microfluidic способно быстро обнаруживать циркулирующие опухолевые клетки, которые отделились от первичной опухоли и попали в кровоток. Устройство использует уникальную метаболическую характеристику рака, чтобы отличить опухолевые клетки от нормальных клеток крови.
Исследование «Быстрый метаболический скрининг раковых клеток с помощью высокопроизводительной микрофлюидики со статическими каплями» было опубликовано в журнале Biosensors and Bioelectronics.
«В 1920-х годах Отто Варбург обнаружил, что раковые клетки потребляют много глюкозы и поэтому производят больше лактата. Наше устройство отслеживает отдельные клетки на предмет повышенного лактата, используя чувствительные к рН флуоресцентные красители, которые обнаруживают закисление вокруг клеток», — сказал профессор Варкиани.
«Единственная опухолевая клетка может существовать среди миллиардов клеток крови всего в одном миллилитре крови, что очень затрудняет ее обнаружение. Новая технология обнаружения имеет 38 400 камер, способных изолировать и классифицировать количество метаболически активных опухолевых клеток», — сказал он.
Как только опухолевые клетки идентифицируются с помощью устройства, они могут быть подвергнуты генетическому и молекулярному анализу, что может помочь в диагностике и классификации рака и на основании индивидуальных планов лечения.
Циркулирующие опухолевые клетки также являются предшественниками метастазирования, когда рак мигрирует в отдаленные органы, что является причиной 90% смертей, связанных с раком. Изучение этих клеток может дать представление о биологии метастазирования рака, что может помочь в разработке новых методов лечения.
Существующие технологии жидкой биопсии требуют много времени, дороги и зависят от квалифицированных операторов, что ограничивает их применение в клинических условиях.
Эта новая технология предназначена для интеграции в исследовательские и клинические лаборатории, не полагаясь на высокотехнологичное оборудование и обученных операторов. Это позволит врачам диагностировать и контролировать больных раком практичным и экономичным способом.
Исследовательская группа UTS подала предварительный патент на микрофлюидное устройство Static Droplet и планирует коммерциализировать продукт.
