Ловятся ли свободно циркулирующие раковые клетки на шершавую поверхность?

На определённом этапе развития опухоли отправляют злокачественные клетки в свободное плаванье по кровеносной системе человека. Поскольку метастазы способны давать начало вторичным опухолям, учёные ищут способы обнаружения и выделения таких клеток для дальнейшего их изучения, цель которого — лучшее понимание процесса метастазирования, а также выработка мер по препятствованию прогрессированию рака. В свежей публикации в журнале ACS Nano учёные из Мичиганского университета в Анн-Арборе (США) сообщают о разработке дешёвой технологии, позволяющей отделять раковые клетки с использованием для этого лишь протравленной поверхности предметного стёклышка.

К сожалению для учёных и к великому счастью пациентов, такие свободно циркулирующие злокачественные клетки существуют в мизерных концентрациях, что ещё больше затрудняет их извлечение из кровотока для дальнейшего исследования.

Один из действенных методов поимки заключается в использовании специфических антител, которые связываются со своими белками на поверхности клеток. Но антитела очень дороги, и далеко не все раковые клетки обладают идентичными поверхностными белками (более эффективным подходом является разработка антител для каждого отдельного случая онкологического заболевания, однако это делает метод не только предельно дорогим, но и очень долгим).

Для того чтобы разработать альтернативный способ, Цзяньпин Фу и его коллеги из Мичиганского университета попробовали «поиграть» с одним важным свойством, характерным для большинства типов злокачественных клеток. Ранее не раз сообщалось, что раковые клетки обладают ярко выраженным сродством к неровным поверхностям. Различные научные группы предлагали использовать в качестве «текстуры» те же самые антитела, которые производили бы захват циркулирующих онкоклеток. В рассматриваемой работе г-н Фу с коллегами решили вовсе избавиться от дорогостоящих антител и проводить захват только на основании сродства клеток к шершавым поверхностям.

Неровная стеклянная поверхность была получена с использованием недорогого метода травления активными ионами (подложка бомбардируется заряженными ионами). Когда учёные пипетками наносили клетки рака шейки матки и клетки рака молочной железы на шершавые и гладкие стёклышки (см. иллюстрацию), то чётко видели, что клетки всех типов предпочтительно прикреплялись только к протравленным поверхностям.

Для сравнения поведения раковых клеток и клеток крови на предметном стекле учёные приготовили смеси, содержащие разные концентрации белых кровяных телец и клеток рака молочной железы. В результате во всех случаях не менее 95% онкоклеток «застряло» на шероховатостях протравленной поверхности. Наконец, логичным заключительным шагом стало использование микрожидкостного устройства для определения относительной силы адгезии клеток к протравленным поверхностям. В сравнении с кровяными тельцами раковые клетки показали в 100 раз более прочную адгезию.

Отказ от использования антител даёт возможность применять этот метод отлова свободно циркулирующих раковых клеток самого широкого круга опухолей, независимо от того, какие именно молекулы экспрессируются их клеточными мембранами.

Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.