Лаборатория на чипе обнаруживает метастазирование в самом начале развития рака

Даже на ранних стадиях ракового заболевания отдельные раковые клетки попадают в кровь и разносятся по организму. В определённых несчастливых случаях они вызывают метастазы. Самое неприятное то, что как, например, в случае с раком груди эти свободно циркулирующие клетки могут отличаться от изначальных клеток, образующих опухоль (этот тип рака способен продуцировать стволовые раковые клетки, устойчивые к радио- и химиотерапии), что позволяет им выживать при лечении и позже вызывать ремиссию заболевания.

Вот почему так важно уметь обнаруживать эти клетки в крови, выделять и изучать их на любой стадии развития болезни. В статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, специалисты из Вашингтонского университета (США) сообщают о разработанном ими методе, основанном на «лаборатории на чипе» и позволяющем детектировать и выделять даже очень малые концентрации раковых клеток в крови.

Детектирование свободно циркулирующих раковых клеток — сложная задача, требующая нахождения мизерных их количеств (скажем, десять клеток на миллилитр крови). Дэниэл Т. Чиу и коллеги разработали микрожидкостную систему, которая нуждается всего в одном миллилитре образца крови и 20 минутах работы. При этом и без того небольшой образец делится на множество совсем маленьких аликвот (порций), в каждой из которых проводится анализ на наличие клеток определённого типа.

Образец крови изначально помечается флуоресцентными маркерами, которые специфически связываются с определёнными раковыми клетками. Затем он пропускается через систему микроканалов, где проходит сквозь зону, облучаемую лазером. Размер последней определяет объём элементарных аликвот (примерно 2 нл). Если в аликвоте есть помеченная флюоресцентным маркером раковая клетка, лазерный луч приведёт к наблюдаемой световой эмиссии. Таким образом определяется сам факт наличия одного или нескольких типов конкретных раковых клеток. Далее, если аликвота флюоресцирует (положительная), она направляется в канал, отличный от того, в который сливаются нефлюоресцирующие порции. То есть все положительные аликвоты попадают в фильтрационную камеру. Красные кровяные тельца и абсолютное большинство других клеток крови проходят сквозь фильтр, в то время как более крупные клетки опухоли задерживаются. Теперь выделенные раковые клетки могут быть подсчитаны прямо на фильтре, изучены под микроскопом и собраны микропипетками для дальнейшего более тщательного исследования. Используя второй маркер, можно идентифицировать определённые группы раковых клеток, такие как стволовые клетки рака.

Тестовые эксперименты с кровью, содержащей известное количество клеток рака груди, продемонстрировали точность методики в определении числа раковых клеток на уровне 93% при нулевом ложноположительном результате.

Исследователи полагают, что разработанная ими технология прекрасно покажет себя при мониторинге проводимой терапии, исследовании состояния пациента после выписки, а также раннем обнаружении болезни.

Подготовлено по материалам ChemistryViews.

{mossh}

Даже на ранних стадиях ракового заболевания отдельные раковые клетки попадают в кровь и разносятся по организму. В определённых несчастливых случаях они вызывают метастазы. Самое неприятное то, что как, например, в случае с раком груди эти свободно циркулирующие клетки могут отличаться от изначальных клеток, образующих опухоль (этот тип рака способен продуцировать стволовые раковые клетки, устойчивые к радио- и химиотерапии), что позволяет им выживать при лечении и позже вызывать ремиссию заболевания.

Вот почему так важно уметь обнаруживать эти клетки в крови, выделять и изучать их на любой стадии развития болезни. В статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, специалисты из Вашингтонского университета (США) сообщают о разработанном ими методе, основанном на «лаборатории на чипе» и позволяющем детектировать и выделять даже очень малые концентрации раковых клеток в крови.

Детектирование свободно циркулирующих раковых клеток — сложная задача, требующая нахождения мизерных их количеств (скажем, десять клеток на миллилитр крови). Дэниэл Т. Чиу и коллеги разработали микрожидкостную систему, которая нуждается всего в одном миллилитре образца крови и 20 минутах работы. При этом и без того небольшой образец делится на множество совсем маленьких аликвот (порций), в каждой из которых проводится анализ на наличие клеток определённого типа.

Образец крови изначально помечается флуоресцентными маркерами, которые специфически связываются с определёнными раковыми клетками. Затем он пропускается через систему микроканалов, где проходит сквозь зону, облучаемую лазером. Размер последней определяет объём элементарных аликвот (примерно 2 нл). Если в аликвоте есть помеченная флюоресцентным маркером раковая клетка, лазерный луч приведёт к наблюдаемой световой эмиссии. Таким образом определяется сам факт наличия одного или нескольких типов конкретных раковых клеток. Далее, если аликвота флюоресцирует (положительная), она направляется в канал, отличный от того, в который сливаются нефлюоресцирующие порции. То есть все положительные аликвоты попадают в фильтрационную камеру. Красные кровяные тельца и абсолютное большинство других клеток крови проходят сквозь фильтр, в то время как более крупные клетки опухоли задерживаются. Теперь выделенные раковые клетки могут быть подсчитаны прямо на фильтре, изучены под микроскопом и собраны микропипетками для дальнейшего более тщательного исследования. Используя второй маркер, можно идентифицировать определённые группы раковых клеток, такие как стволовые клетки рака.

Тестовые эксперименты с кровью, содержащей известное количество клеток рака груди, продемонстрировали точность методики в определении числа раковых клеток на уровне 93% при нулевом ложноположительном результате.

Исследователи полагают, что разработанная ими технология прекрасно покажет себя при мониторинге проводимой терапии, исследовании состояния пациента после выписки, а также раннем обнаружении болезни.

Подготовлено по материалам ChemistryViews.

{mossh}