Цитофон - диагностика меланомы

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

С небольшим опозданием публикуем очень интересную новость на тему ранней диагностики меланомы.

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 Cytophone 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 Cytophone 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.

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 Cytophone 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 🙂

2 комментария

  1. Вадим, это конечно узко техническая тема и не будучи спецами в этой области нам трудно дискутировать… Всё же мне кажется может иметь место разрушение клеток,поскольку это единичные образования и их легко повредить в отличие от разросшегося мтс. Лазерный луч — излучение высокой степени когерентности. Да и частота излучения высокая. Конечно в статье не раскрываются техподробности. Каков
    источник излучения, мощность и частота. Поскольку сосуды сами по себе узкие, то распространение луча можно сравнить(с оговорками,поскольку,в сосудах жидкостное наполнение,в волокно, естественно, это твердое состояние материала) с процессом распространения лазерного луча в стекловолокне(используется для передачи сигнала в оптических кабелях). Поскольку кровь циркулирует, это позволяет вводить лазерный луч в одну точку, практически кровь пропускают через импульсный источник сигнала(луч) , тут нет распространения импульса на расстояние. Я не, зная мощность импульса и исходную частоту,а также уровень поглощения(рассеивания ) сигнала, не могу посчитать на какое реальное расстояние может распространится луч. Было бы интересно.Возникает вопрос ,если использовать луч большей мощности ,можно ли разрушить мтс во внутреннем органе организма. Это всё таки не облучение. Волосы выпадать не будут. Установка МРТ или СТ даёт изображение, вводится игла со стекловолоконной начинкой непосредственно в мтс и он разбивается короткими импульсами. Потом нейтрофилы(т.е. сам организм выведут остатки мтс ). Фантастика, но многое казалось фантастикой раньше.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *