https://mos-today.ru

Ученые Южного федерального университета совместно с российскими и зарубежными коллегами создали устройство для обнаружения раковых клеток в крови, о чем говорится в публикации в Microchemical Journal.

Как пояснили в университете, метастазы — вторичные опухоли — формируются, когда отдельные клетки первичного новообразования отрываются и с током крови или лимфы попадают в другие ткани. Такие циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) встречаются крайне редко: их можно насчитать лишь единицы на миллиарды клеток крови.

По словам заместителя директора Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Александра Гуды, для ”ловли” ЦОК необходима очень избирательная система, способная распознать исключительно злокачественные клетки и при этом не повредить их. Сейчас в клинической практике для этого используют достаточно редкие и дорогостоящие методы, такие как проточная цитометрия, МРТ и КТ.

Новое устройство, созданное специалистами ЮФУ, Красноярского государственного медицинского университета, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН, Красноярского краевого онкологического диспансера и Панджабского университета (Индия), позволяет находить ЦОК в нескольких миллилитрах крови. Принцип работы чипа, сравнимого по размеру с монетой, основан на улавливании раковых клеток по рецепторам фолиевой кислоты, которых у нормальных клеток намного меньше.

Внутренняя поверхность канала устройства покрыта пленкой на основе природного полимера из панцирей ракообразных (хитозана), на которую нанесены молекулы-ловушки: фолиевая кислота и синтетические ДНК-фрагменты (аптамеры), которые прочно связываются именно с раковыми клетками. Кровь проходит через лабиринт, злокачественные клетки прилипают к стенкам, а остальные проходят дальше. В результате этого процесса всего за 20 минут из нескольких миллилитров крови удается отобрать именно те редкие клетки, которые могут стать предвестниками будущих метастазов, при этом сохранить их живыми. Благодаря этому врач может отслеживать течение болезни по обычному анализу крови.

Устройство адаптировали для поиска клеток опухолей молочной железы. Эксперименты показали, что оно позволяет выявить от 80 до 91 процента циркулирующих опухолевых клеток и практически не дает ложноположительных результатов. Более 95 процентов пойманных клеток остаются живыми и неповрежденными, что важно для дальнейших молекулярных исследований.

Для решения аналогичной диагностической задачи используются различные иммуномагнитные и микрожидкостные технологии, однако в большинстве существующих систем пойманные клетки приходится вручную переносить в отдельный модуль для анализа, что увеличивает риск их повреждения и потери. Разработанное решение является более доступным как с экономической, так и с технологической точки зрения. Один чип можно изготовить на 3D-принтере всего за 45 минут, а внутреннюю поверхность адаптировать под определенный тип рака.

На данный момент работа находится на этапе, предшествующем клиническим испытаниям. В ЮФУ продолжается разработка новых конструкций микрофлюидных устройств, а в Красноярске работают над повышением селективности захвата клеток с помощью аптамеров.

Исследование проводится в рамках проекта ЮФУ ”Ускоренное микро- и малотоннажное производство материалов” программы стратегического академического лидерства ”Приоритет-2030” при поддержке Минздрава и Минобрнауки.