Цитофон, или о том, как обнаружить в крови клетки меланомы

С небольшим опозданием публикуем очень интересную новость на тему ранней диагностики меланомы. В этот раз про некий Цитофон.

Ученые разработали неинвазивное устройство, которое может не только обнаруживать клетки меланомы, проходящие через кровоток, но и убивать их.

Устройство, которое следователи называют Цитофоном, точно обнаружило раковые клетки у 27 из 28 человек с меланомой, и есть мнение, что даже убило какое-то их количество (последнее, как мне кажется, слегка фантастично прим Дядя Вадик)

Устройство использует лазерные лучи и звуковые волны для сканирования циркулирующей крови на наличие клеток меланомы . Процесс не требует никаких игл или взятия крови и может сканировать весь объем крови человека — около 5 литров — в течение нескольких часов.

Исследование, финансируемое NCI, продемонстрировало целесообразность использования устройства для обнаружения раковых клеток в крови людей с меланомой, сказал старший специалист исследования Владимир Жаров, доктор философии, доктор наук, директор Арканзасского центра наномедицины в Университет Арканзаса для медицинских наук.

«Щас есть проблема с обнаружением циркулирующих опухолевых клеток, и заключается она в том, что они обнаруживаются в очень небольших количествах в крови», — сказал Мигель Оссандон, доктор философии, из отделения лечения и диагностики рака NCI , который курировал финансирование исследования.

Согласно результатам, опубликованным 12 июня в Science Translational Medicine , Цитофонное устройство смогло обнаружить одну раковую клетку в литре крови, сделав ее примерно в тысячу раз более чувствительной, чем существующие технологии, используемые для поиска циркулирующих раковых клеток. ,

Доктор Жаров и его команда надеются создать больше устройств, чтобы они могли провести более широкое исследование большего количества пациентов с меланомой.

И хотя этот подход может обнаруживать только клетки, которые имеют пигмент , с некоторыми модификациями он также применим к раковым заболеваниям, отличным от меланомы, отмечает ведущий автор Екатерина Галанжа, доктор медицинских наук, Университет Арканзаса для медицинских наук. Например, используя нетоксичные наночастицы золота , команда использовала аналогичный подход для обнаружения циркулирующих клеток рака молочной железы у мышей и в образцах крови пациентов с раком молочной железы, пояснила она.

Поиск циркулирующих опухолевых клеток

Раковые клетки не всегда привязаны к опухоли — некоторые отрываются и свободно плавают через кровоток и лимфатическую систему . Исследователи разработали тесты, называемые жидкой биопсией , которые обнаруживают и анализируют циркулирующие опухолевые клетки .

Большинство тестов на жидкую биопсию включают сбор проб крови у пациента и дальнейшее ее исследование в лаборатории с использованием современных технологий для обработки и анализа крови на наличие раковых клеток.

Авторы пишут, что у такого подхода есть свои ограничения. Например, выведение клеток из организма в лабораторию может изменить их таким образом, что это может повлиять на точность анализа.

В отличие от этого, Cytophone обнаруживает раковые клетки, когда они находятся в теле пациента. Устройство работает, доставляя короткие лазерные импульсы в кровеносные сосуды под кожей руки человека, а его рука аккуратно фиксируется в специальном держателе. Когда циркулирующие клетки меланомы проходят через лазерные лучи, пигмент внутри них нагревается, что приводит к появлению звуковых волн, которые обнаруживаются ультразвуковым преобразователем .

Еще одно преимущество подхода Cytophone заключается в том, что он не идентифицирует клетки меланомы по определенным молекулярным характеристикам, которые могут сильно различаться у разных пациентов, говорит Келли Нельсон, доктор медицинских наук, доцент дерматологии в Онкологическом центре имени Андерсона Университета Техаса, который не был вовлечен в исследование. Цитофон «потенциально может быть применим к более широкому контексту меланомы, чем более молекулярные подходы», сказала она.

Уничтожение рака прям «на лету»

После долгих лет разработки устройства и его испытания на животных команда доктора Жарова получила финансирование NCI для изучения его в клинических условиях.

Изначально ученые использовали Цитофон для 18 добровольцев с меланомой и 10 для определения исходных показателей и обучения компьютерному алгоритму, позволяющему отличить раковые клетки от здоровых.

У здоровых добровольцев не было обнаружено сигналов от раковых клеток, хотя некоторые сигналы неизвестного происхождения были обнаружены. Исследователи подсчитали, что устройство правильно идентифицировало тех, у кого не было рака (то есть специфичности ) в 95% случаев. Участники сообщили об отсутствии боли или изменений кожи.

Затем команда проверила подход еще на 10 бесстрашных согражданах с меланомой, чтобы подтвердить, что он может найти циркулирующие клетки меланомы. В целом, инструмент улавливал раковые клетки у всех, кроме одного человека с меланомой, демонстрируя высокую чувствительность (способность правильно идентифицировать тех, у кого есть рак).

Для добровольцев, у которых концентрация циркулирующих опухолевых клеток была достаточно высокой, чтобы их можно было обнаружить обычными методами, исследователи также проверили количество циркулирующих опухолевых клеток в образцах крови, используя несколько различных лабораторных тестов, убедившись, что результаты с устройства Цитофон были точный.

Поскольку ученые использовали устройство на людях с меланомой, они заметили интересную и неожиданную закономерность: сигнал от циркулирующих опухолевых клеток со временем снижался. Они задавались вопросом, может ли Цитофон одновременно обнаруживать и уничтожать раковые клетки.

«Хотя мы уже продемонстрировали лазерное уничтожение циркулирующих опухолевых клеток у животных, это не было нашей первоначальной целью у людей. Мы использовали относительно низкую энергию лазера в диагностических целях », — сказал д-р Жаров.

Когда клетки меланомы нагреваются лазерными лучами, вокруг пигментных белков внутри клеток образуются крошечные пузырьки . Поскольку эти пузырьки быстро расширяются, они могут физически разрушать клетки. Хотя лазерные лучи также могут нагревать пигмент в эритроцитах , пузырьки не образуются, и поэтому нет опасности нанести вред здоровым клеткам.

В ходе лабораторных испытаний ученые обнаружили, что один час воздействия лазерного луча заметно уменьшил количество опухолевых клеток в образцах крови, взятых у пациентов, хотя степень снижения варьировала от пациента к пациенту. В одном случае устройство сократило количество раковых клеток в 11 раз. Исследователи отметили, что функция уничтожения клеток может зависеть от количества пигмента в клетках меланомы.

Поскольку некоторые циркулирующие раковые клетки обладают способностью выходить из кровотока и образовывать новые опухоли в других частях тела ( метастазирование ), уничтожение клеток в крови может снизить риск распространения рака, пишут ученые.

Цитофон — ранняя диагностика меланомы

По словам исследователей, хотя цитофонный подход далеко не всегда используется в клинических условиях, он может иметь несколько потенциальных применений.

Доктор Жаров отметил, что команда планирует сосредоточиться на тестировании устройства как потенциального инструмента скрининга меланомы на ранней стадии . По его словам, лечение гораздо эффективнее, когда меланома выявляется раньше, чем когда она распространяется в другие части тела. В текущем исследовании устройство Цитофон обнаружило циркулирующие опухолевые клетки у всех трех участников, у которых, как известно, была меланома II стадии .

По словам доктора Нельсона, использование устройства в качестве инструмента скрининга может помочь определить людей, которые должны пройти обследование кожи всего тела у квалифицированного дерматолога. Однако «получение доказательств, необходимых для поддержки такого подхода, требует гораздо большего исследования», добавила она.

Доктор Нельсон отметил, что мониторинг метастазирования у людей с меланомой на ранних стадиях может стать еще одним потенциальным применением этого устройства. По ее словам, люди с ранней стадией заболевания часто беспокоятся о том, что их рак распространяется, и возможность «неинвазивного метода выявления прогрессирования заболевания на ранних стадиях уже дает пациентам большую надежду».

Но дальнейшая проверка и тестирование все еще необходимы, прежде чем это станет возможным, подчеркнула она.

Источник: https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2019/cytophone-detects-melanoma-cells-in-blood

****************************

Ну чо, глядишь, лет через пять появится сей чудо прибор в больницах. Сам по себе процесс конечно же крут до невозможности и если им дополнять биопсию сторожевых лимфоузлов….

За ссылку спасибо Алексу 🙂