https://delo-vesti.ru

Ученые Южного федерального университета совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали новое устройство для обнаружения раковых клеток в крови. Согласно публикации в Microchemical Journal, данная технология предназначена для выявления циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК), которые крайне редки — их количество составляет всего несколько единиц на миллиарды клеток крови.

Как объясняют специалисты, метастазы возникают, когда отдельные клетки первичной опухоли попадают с током крови или лимфы в другие ткани. Для того чтобы “поймать” такие клетки, ловушка должна быть очень селективной к раковым клеткам и при этом их не повреждать. Сейчас для этих целей используют сложные и дорогостоящие методы, такие как проточная цитометрия, МРТ или КТ, что требует специального оборудования и квалифицированных специалистов.

Новое устройство, созданное учёными ЮФУ при участии специалистов из Красноярского государственного медицинского университета, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН, Красноярского краевого клинического онкологического диспансера и Панджабского университета в Индии, способно обнаружить ЦОК всего в нескольких миллилитрах крови. Работа устройства основана на улавливании раковых клеток с помощью рецепторов фолиевой кислоты, которых существенно больше у злокачественных клеток, чем у здоровых.

Внутренние стенки микроканалов устройства покрыты плёнкой на основе хитозана, природного полимера из панцирей ракообразных, на которую нанесены фолиевая кислота и синтетические фрагменты ДНК — аптамеры. Эти молекулы действуют как ловушки, специфически связывающие раковые клетки. Кровь проходит через сложный канал, раковые клетки задерживаются на его стенках, а остальные компоненты крови выходят дальше. Такой подход позволяет за 20 минут выделить эти редкие клетки из крови, причём они остаются живыми, что важно для последующих исследований.

Устройство уже адаптировано для поиска опухолевых клеток молочной железы. Экспериментальные данные показали эффективность ― оно выявляет 80-91 процент ЦОК, не давая ложноположительных результатов, а более 95 процентов пойманных клеток остаются жизнеспособными и неповреждёнными.

В отличие от других диагностических методик — иммуномагнитных и микрожидкостных технологий — новая разработка позволяет сразу анализировать пойманные клетки, не требуя ручной их передачи в отдельный модуль, что сокращает потери и повреждения клеток. Устройство производят быстро и экономично: один чип можно изготовить на 3D-принтере за 45 минут и адаптировать его под определённый вид раковых клеток.

В настоящий момент работа находится на этапе, предшествующем клиническим испытаниям. Исследователи продолжают совершенствовать геометрию микрофлюидных устройств для повышения избирательности захвата клеток, а также разрабатывают новые подходы к их использованию.

Проект реализуется в рамках инициативы "Ускоренное микро- и малотоннажное производство материалов" программы стратегического академического лидерства "Приоритет-2030" при поддержке Министерства здравоохранения и Министерства науки и высшего образования.