В 2012 году в Массачусетском технологическом институте (США) была создана микросхема размером с почтовую марку, способная быстро сортировать кровяные тельца разных типов при помощи техники, известной как «качение телец» (она имитирует нормальный метод принудительного перемещения кровяных телец в сосудах живого организма). Конкретно образец сортировал клетки, поражённые лейкозом, отделяя их от здоровых.
Но в тот раз удалось добиться успеха лишь в отделении клеток в культурах, то есть in vitro, а не in vivo. В собственно крови фильтрация не удалась.
Теперь исследователи под руководством Рохита Карника (Rohit Karnik) получили тот же результат непосредственно в крови. Их чип, постепенно перемещая клетки через микросхему, смог успешно отделить здоровые белые кровяные тельца от эритроцитов и тромбоцитов, не повредив ни одну клетку.
Чтобы добиться этого, кровь прогонялась не через подъёмы и спуски в микросхеме, а через тонкие параллельные золотые полоски, расположенные под углом к току крови:
При помощи молекулы P-селектина (вещества, «приклеивающего» белые кровяные тельца к стенкам кровеносных сосудов и постепенно подталкивающего их к месту, где нужна иммунная реакция) схема смогла эффективнее отсеивать клетки, включая сортировку в настоящей человеческой крови.
Чистота отсева белых кровяных телец (в данном случае — нейтрофильных гранулоцитов) составила 99%, и это лучший из известных результатов такого рода. При этом после принудительного отсева белые кровяные тельца успешно уничтожали бактерии в крови, то есть сохранили свою функциональность.
Пока главным практическим приложением для своего устройства учёные видят сверхбыструю диагностику обычного сепсиса — довольно трудную в короткие сроки и на ранних стадиях. Добавляя в кровь цитокины и компоненты бактериальных мембран, в присутствии которых белые кровяные тельца теряют способность прикрепляться к Р-селектину (так как «думают», что бактерия близко и путешествовать к другому очагу инфекции нет нужды), авторы убедились, что микросхема сразу лавинообразно теряет способность сепарировать кровяные тельца, надёжно диагностируя самое начало сепсиса.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Scientific Reports (доступен полный текст).
Подготовлено по материалам MIT News.
