Uusi käytettävä laite voi havaita syövän tarkemmin
Michiganin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet ja testaavat nyt laitetta, jota he kutsuvat "täsmälääketieteen ruumiillistumaksi" ja joka tunnistaa syövän verenkierrossa.
"Kukaan ei halua tehdä biopsiaa", sanoo tohtori Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, rintasyöpätutkimuksen professori Michiganin yliopiston Rogelin syöpäkeskuksesta Ann Arborissa.
Biopsiat ovat invasiivisia ja voivat olla epämukavia, mutta ne ovat tällä hetkellä tarkin tapa määrittää, onko henkilöllä syöpä vai ei.
Mutta tohtori Hayes ehdottaa: "Jos saisimme riittävästi verisyöpäsoluja, voisimme käyttää niitä oppiaksesi kasvainbiologiasta ja potilaiden suorasta hoidosta."
Tohtori Hayes ja hänen tiiminsä ovat äskettäin kehittäneet puettavan laitteen, joka voi "suodattaa" verenkierrossa olevaa syöpäsolua ja joka - jos se läpäisee kaikki testit - voisi korvata nestemäiset koepalat, joissa terveydenhuollon ammattilaiset ottavat veri- tai virtsanäytteitä yksilöiltä etsimään merkkejä syöpä.
Syöpäkasvaimet vapauttavat soluja vereen, mikä tarkoittaa, että ainakin teoriassa asiantuntijan tulisi pystyä havaitsemaan syöpä ainakin ottamalla verinäyte ja analysoimalla sitä.
Tämä on kuitenkin helpommin sanottu kuin tehty, koska edes ihmisillä, joilla on pahanlaatuisia kasvaimia, verinäytteet eivät välttämättä paljasta paljoakaan tai mitään, koska syöpäsolut, joiden kasvaimet vapautuvat vereen, kiertävät nopeasti eivätkä välttämättä näy yksi verinäyte.
Tämän komplikaation vauhdittamana tohtori Hayes ja hänen Michiganin yliopiston kollegansa ovat keksineet laitteen, joka pystyy tekemään kaiken nestemäisen biopsian testauksen työn, mutta todella "skannaamalla" verenkierron syöpäsolujen varalta.
Toistaiseksi joukkue on testannut tätä laitetta koirilla ja raportoi havainnoista lehdessä Luontoviestintä.
Haasteita tehokkaan suunnittelun saavuttamisessa
Tutkijat selittävät, että vaikka useimmat verenkiertoon päätyvät syöpäsolut eivät selviydy pitkään, ne, jotka selviävät, voivat päätyä kehon eri osiin ja muodostaa uuden metastaattisen kasvaimen.
Kuvahyvitys: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Tästä syystä on tärkeää havaita syöpä mahdollisimman pian ja kohdistaa se riittävällä hoidolla estämällä sen leviämistä ja aiheuttamasta lisävahinkoja.
Kun he päättivät kokeilla kehitettävää laitetta veren syöpäsolujen seulontaan, tohtori Hayes ja hänen kollegansa kohtasivat joukon esteitä, jotka heidän täytyi kiertää.
Ensinnäkin, laitteen koko on noin 2 x 2,75 x 1 tuumaa, mutta sen on sovitettava kaikki veriseulonta- ja analyysitekniikat, jotka tyypillisesti ovat yhtä korkeita koneita kuin työpöytä. Sitten heidän oli löydettävä tapoja tehdä tästä puettavasta laitteesta tehokas ja turvallinen.
"Haastavimpia osia olivat kaikkien komponenttien integrointi yhteen laitteeseen ja sen varmistaminen, ettei veri hyyty, solut eivät tukkisi sirua ja että koko laite on täysin steriili", kertoo tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Tiimi keksi joitain luovia ratkaisuja kaikkiin näihin ongelmiin. Ensinnäkin he löysivät tavan sekoittaa laitteen läpi virtaava veri antikoagulanttiin (veren hyytymistä estävä aine) - hepariiniin. Sitten he keksivät tavan varmistaa, että laite pysyi steriilinä vaikuttamatta sirun vasta-aineisiin, jotka auttavat tunnistamaan syöpäsolut.
Mitä tulee laitteen ytimessä olevaan siruun, tutkijat selittävät, että se käyttää grafeenioksidia "suodatus" -mekanismien luomiseen vasta-aineilla, jotka pystyvät sieppaamaan yli 80 prosenttia veressä olevista syöpäsoluista.
"Tarkkuuslääketieteen ruumiillistuma"
Tämän laitteen testaamiseksi tutkijat työskentelivät terveiden koirien kanssa, joille he injektoivat ihmisen syöpäsoluja. Tiimi vakuuttaa, että tällä hoidolla ei ole pitkäaikaista vaikutusta eläimiin, joiden immuunijärjestelmä pääsee eroon vieraista soluista muutaman tunnin kuluessa injektiosta.
Kokeessaan tutkijat antoivat koirille lieviä rauhoittavia aineita parin ensimmäisen tunnin aikana syöpäsolujen injektioiden jälkeen ja sovittivat sitten seulontalaitteet.
Lisäksi ryhmä keräsi verinäytteet kustakin eläimestä 20 minuutin välein ja seuloi nämä syöpäsolujen varalta erikseen käyttäen siruja, joilla oli sama muotoilu kuin koelaitteisiin asetetut sirut.
Tutkijat havaitsivat, että pukeutuva laite tunnisti ja keräsi 3,5 kertaa enemmän syöpäsoluja millilitrassa verta kuin sama siru, kun "skannattiin" verinäytteitä in vitro.
"Se on ero turvakameran kanssa, joka ottaa tilannekuvan ovesta viiden minuutin välein tai ottaa videon. Jos tunkeilija saapuu tilannevedosten väliin, et tiedä siitä ”, kertoo tutkimuksen aputekijä Sunitha Nagrath.
Tulevissa tutkimuksissa tutkijat pyrkivät parantamaan puettavaa laitetta lisäämällä sen verenkäsittelynopeutta. Testatakseen sitä edelleen, realistisemmassa kontekstissa tutkijat aikovat käyttää sitä koirilla, joilla on jo syöpä.
Vaikka uusi laite on toistaiseksi osoittanut paljon lupauksia, tohtori Hayes uskoo, että on vielä jonkin aikaa jäljellä, kunnes se tulee ihmisten saataville. Hän arvioi, että työryhmä voi pystyä suorittamaan kliinisiä kokeita osallistujilla 3-5 vuoden kuluessa.
"Tämä on täsmälääketieteen ruumiillistuma, joka on tällä hetkellä niin jännittävä onkologian alalla."
Tohtori Daniel Hayes
