Un nou dispozitiv portabil poate detecta cancerul cu mai multă precizie
Cercetătorii de la Universitatea din Michigan s-au dezvoltat și testează acum un dispozitiv pe care îl numesc „epitomul medicinii de precizie” care detectează cancerul din sângele circulant.
„Nimeni nu vrea să facă o biopsie”, spune dr. Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, profesor de cercetare a cancerului de sân la Universitatea din Michigan Rogel Cancer Center din Ann Arbor.
Biopsiile sunt invazive și pot fi inconfortabile, totuși sunt în prezent cea mai precisă metodă de a determina dacă o persoană are sau nu cancer.
Dar, dr. Hayes sugerează, „Dacă am putea obține suficiente celule canceroase din sânge, le-am putea folosi pentru a afla despre biologia tumorii și îngrijirea directă a pacienților”.
Dr. Hayes și echipa sa au dezvoltat recent un dispozitiv portabil care poate „filtra” sângele circulant pentru celulele canceroase care - dacă trece toate testele - ar putea înlocui biopsiile lichide în care profesioniștii din domeniul sănătății prelevează probe de sânge sau urină de la persoane pentru a căuta markeri cancer.
Tumorile canceroase eliberează celulele în sânge, ceea ce înseamnă că, cel puțin teoretic, prin prelevarea unei probe de sânge și analizarea acesteia, un specialist ar trebui să poată detecta prezența cancerului.
Cu toate acestea, acest lucru este mai ușor de spus decât de făcut, deoarece, chiar și la persoanele care au tumori maligne, probele de sânge pot să nu dezvăluie prea mult sau deloc, deoarece celulele canceroase care tumorile lor se eliberează în sânge circulă rapid și pot să nu apară într-un o singură probă de sânge.
Încurajați de această complicație, Dr. Hayes și colegii săi de la Universitatea din Michigan au venit cu un dispozitiv care poate face toată munca de testare a biopsiei lichide, dar de fapt „scanează” fluxul sanguin pentru a detecta celulele canceroase.
Deocamdată, echipa a testat acest dispozitiv la câini și raportează concluziile în jurnal Comunicări despre natură.
Provocări în atingerea unui design eficient
Cercetătorii explică faptul că, deși majoritatea celulelor canceroase care ajung în fluxul sanguin nu supraviețuiesc mult timp, cele care supraviețuiesc pot ajunge în diferite părți ale corpului și formează o nouă tumoare metastatică.
Credit de imagine: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Din acest motiv, este important să detectați prezența cancerului cât mai curând posibil și să îl vizați cu un tratament adecvat, împiedicându-l să se răspândească și să provoace daune suplimentare.
Când au decis să încerce și să dezvolte un dispozitiv portabil pentru screeningul celulelor canceroase din sânge, Dr. Hayes și colegii săi s-au confruntat cu o serie de obstacole pe care trebuiau să le ocolească.
În primul rând, dispozitivul are o dimensiune de aproximativ 2 x 2,75 x 1 inch, dar trebuie să se potrivească cu toată tehnologia de screening și analiză a sângelui care se ridică de obicei la mașini la fel de înalte ca un birou. Apoi, au trebuit să găsească modalități de a face acest dispozitiv portabil eficient și sigur.
„Cele mai provocatoare părți au fost integrarea tuturor componentelor într-un singur dispozitiv și apoi asigurarea faptului că sângele nu se va coagula, că celulele nu ar înfunda cipul și că întregul dispozitiv este complet steril”, explică primul autor al studiului. , Tae Hyun Kim, dr.
Echipa a venit cu câteva soluții creative pentru toate aceste probleme. În primul rând, au găsit o modalitate de a amesteca sângele care trece prin dispozitiv cu un anticoagulant (agent anti-coagulare a sângelui) - heparina. Apoi, au venit cu un mod de a se asigura că dispozitivul a rămas steril fără a afecta anticorpii de pe cip care ajută la identificarea celulelor canceroase.
În ceea ce privește cipul care se află la baza acestui dispozitiv, cercetătorii explică faptul că folosește oxid de grafen pentru a crea mecanisme de „filtrare” cu anticorpi capabili să captureze peste 80% din celulele canceroase prezente în sânge.
„Epitomul medicinei de precizie”
Pentru a testa acest dispozitiv, cercetătorii au lucrat cu câini sănătoși pe care i-au injectat celule canceroase umane. Echipa se asigură că acest tratament nu are efect pe termen lung asupra animalelor al căror sistem imunitar scapă de celulele străine în câteva ore de la injectare.
În experimentul lor, investigatorii le-au dat câinilor sedative ușoare, în primele câteva ore după injecțiile cu celule canceroase, iar apoi au montat dispozitivele de screening.
În plus, echipa a colectat probe de sânge de la fiecare animal la fiecare 20 de minute și le-a selectat separat pentru celulele canceroase, folosind cipuri cu același design ca cele pe care le-au inserat în dispozitivele experimentale.
Cercetătorii au descoperit că dispozitivul portabil a identificat și a colectat de 3,5 ori mai multe celule canceroase pe mililitru de sânge decât a făcut același cip atunci când a scanat probele de sânge in vitro.
„Este diferența dintre a avea o cameră de securitate care face un instantaneu al unei uși la fiecare cinci minute sau face un videoclip. Dacă un intrus intră între instantanee, nu ați ști despre asta ", spune co-autorul studiului, Sunitha Nagrath, Ph.D.
În studiile viitoare, cercetătorii își propun să perfecționeze dispozitivul portabil prin creșterea ratei de procesare a sângelui. Pentru a-l testa mai departe, într-un context mai realist, anchetatorii intenționează apoi să-l folosească la câinii care au deja cancer.
În timp ce noul dispozitiv a arătat până acum o mulțime de promisiuni, dr. Hayes consideră că mai este ceva timp până când acesta va deveni disponibil pentru oameni. El estimează că echipa ar putea fi capabilă să efectueze studii clinice la participanți umani în decurs de 3 până la 5 ani.
„Acesta este simbolul medicinei de precizie, care este atât de interesant în domeniul oncologiei chiar acum.”
Dr. Daniel Hayes
