Egy új hordható eszköz pontosabban észlelheti a rákot
A Michigani Egyetem kutatói kifejlesztettek és most tesztelnek egy, az általuk „a precíziós orvostudomány megtestesítőjének” nevezett eszközt, amely a keringő vérben kimutatja a rákot.
"Senki sem akar biopsziát végezni" - mondja Dr. Daniel Hayes, a Stuart B. Padnos, a mellrákkutatás professzora a Michigan Egyetem Rogel Cancer Center Ann Arbor-ban.
A biopsziák invazívak és kényelmetlenek lehetnek, mégis jelenleg a legpontosabb módszer annak meghatározására, hogy az ember rákos-e vagy sem.
Dr. Hayes azt javasolja: "Ha elegendő ráksejtet tudnánk szerezni a vérből, felhasználhatnánk őket a daganatos biológia megismerésére és a betegek közvetlen ellátására."
Dr. Hayes és csapata a közelmúltban kifejlesztett egy viselhető eszközt, amely képes „kiszűrni” a keringő vért a rákos sejtek számára, amely - ha minden tesztet sikeresen teljesít - felválthatja a folyékony biopsziákat, ahol az egészségügyi szakemberek vér- vagy vizeletmintákat vesznek az egyénekből, hogy a rák.
A rákdaganatok felszabadítják a sejteket a vérbe, ami azt jelenti, hogy elméletileg legalább egy vérminta vételével és elemzésével a szakembernek képesnek kell lennie a rák jelenlétének kimutatására.
Ezt azonban könnyebb megmondani, mint megtenni, mivel a rosszindulatú daganatokban szenvedő embereknél a vérminták nem sokat vagy egyáltalán nem tárhatnak fel, mivel a rákos sejtek daganataik a vérbe engedik gyorsan keringenek, és előfordulhat, hogy nem egyetlen vérminta.
Ezt a szövődményt ösztönözve Dr. Hayes és a Michigani Egyetem kollégái olyan eszközzel álltak elő, amely képes elvégezni a folyékony biopsziás vizsgálatok minden munkáját, de valójában a véráramot "átkutatja" rákos sejtek után.
A csapat egyelőre kutyákon tesztelte ezt az eszközt, és a megállapításokról a folyóiratban számol be Nature Communications.
Kihívások a hatékony tervezés elérésében
A kutatók elmagyarázzák, hogy bár a véráramba kerülő rákos sejtek többsége nem él túl sokáig, a túlélők azonban a test különböző részeibe kerülhetnek, és új, áttétes daganatot képezhetnek.
Kép hitel: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Ezért fontos a rák jelenlétének mielőbbi észlelése és megfelelő kezeléssel történő megcélzása, megakadályozva annak terjedését és további károsodását.
Amikor úgy döntöttek, hogy megpróbálnak kifejleszteni egy viselhető eszközt a rákos sejtek szűrésére a vérben, Dr. Hayes és munkatársai számos olyan akadályba ütköztek, amelyeket meg kellett kerülniük.
Először is, az eszköz mérete kb. 2 x 2,75 x 1 hüvelyk, de meg kell felelnie a vérszűrés és -elemzés minden technológiájának, amely általában olyan magas gépeket jelent, mint egy íróasztal. Ezután meg kellett találniuk a módját annak, hogyan lehet ezt a hordható eszközt hatékonyan és biztonságosan használni.
"A legnehezebb részek az összes alkatrész integrálása egyetlen eszközbe, majd annak biztosítása, hogy a vér ne alvadjon meg, a sejtek ne dugulják el a chipet, és hogy az egész eszköz teljesen steril legyen" - magyarázza a tanulmány első szerzője , Tae Hyun Kim, Ph.D.
A csapat ezekre a problémákra valóban talált néhány kreatív megoldást. Először is megtalálták a módját, hogy az eszközön átfolyó vért összekeverjék egy antikoagulánssal (véralvadásgátló szer) - heparinnal. Aztán kitaláltak egy módot annak biztosítására, hogy az eszköz steril maradjon anélkül, hogy befolyásolná a chipen lévő antitesteket, amelyek segítenek a rákos sejtek azonosításában.
Ami az eszköz középpontjában lévő chipet illeti, a kutatók elmagyarázzák, hogy grafén-oxidot használva olyan antitestekkel ellátott „szűrő” mechanizmusokat hoz létre, amelyek képesek elkapni a vérben jelenlévő rákos sejtek több mint 80 százalékát.
„A precíziós orvoslás megtestesítője”
Ennek a készüléknek a tesztelésére a kutatók egészséges kutyákkal dolgoztak, akikbe emberi rákos sejteket injektáltak. A csapat megnyugtatja, hogy ennek a kezelésnek nincs hosszú távú hatása azokra az állatokra, akiknek immunrendszere az injekció beadásától számított néhány órán belül megszabadul az idegen sejtektől.
Kísérletük során a kutatók a kutyáknak enyhe nyugtatókat adtak a rákos sejtek injekcióit követő első néhány órában, majd felszerelték a szűrőeszközöket.
Ezenkívül a csoport 20 percenként összegyűjtötte az egyes állatok vérmintáit, és ezeket külön megvizsgálta a rákos sejtek szempontjából, ugyanazzal a kivitelű chipekkel, mint a kísérleti eszközökbe.
A kutatók azt találták, hogy a hordható eszköz 3,5-szer több ráksejtet azonosított és gyűjtött össze milliliter vérben, mint ugyanaz a chip, amikor a vérmintákat in vitro "pásztázta".
„A különbség az, ha van egy biztonsági kamera, amely öt percenként készít pillanatképet egy ajtóról, vagy videót készít. Ha behatoló lép be a pillanatképek közé, akkor nem tudna róla. "- mondja Sunitha Nagrath, a tanulmány társszerzője, Ph.D.
A jövőbeni tanulmányok során a kutatók célja a viselhető eszköz tökéletesítése a vérfeldolgozási sebesség növelésével. A további tesztelés érdekében, egy reálisabb összefüggésben, a nyomozók azt tervezik, hogy olyan kutyákon alkalmazzák, amelyek már rákban szenvednek.
Míg az új eszköz eddig sok ígéretet mutatott, Dr. Hayes úgy véli, hogy még várni kell egy kis időre, amíg elérhetővé válik az emberek számára. Becslése szerint a csapat 3-5 éven belül képes lehet klinikai vizsgálatokat végezni emberi résztvevőkkel.
"Ez a precíziós orvostudomány megtestesítője, amely jelenleg olyan izgalmas az onkológia területén."
Dr. Daniel Hayes
