Новая технология выявления рака с помощью магнетизма и наночастиц

Учёные разработали новый способ ранней диагностики рака путём намагничивания опухолевых клеток с помощью наночастиц и их улавливания миниатюрным магнитом, помещённым в кровоток. Заявлено, что новая технология в десятки раз более эффективна, чем используемые в настоящее время.

В Медицинской школе Стэнфордского университета разработали намагниченные наночастицы, содержащие в себе антитело, способное закрепляться на циркулирующих в кровотоке опухолевых клетках. Наночастицы вводятся в организм через инъекцию и свободно перемещаются по кровеносной системе, соединяясь с раковыми клетками, придавая им магнитные свойства. Для улавливания клеток в вену помещают устройство в виде проволоки или иглы, также имеющее магнитные свойства. Затем устройство удаляют из вены и клетки отделяют для анализа.

Иллюстрация принципа действия технологии — магнитная проволока вставляется в вену в руке и захватывает проплывающие раковые клетки, помеченные магнитными наночастицами, которые поступают из опухоли (выделено неоновым зелёным).

Исследования проводились на свиньях. Устройство помещалось в вену рядом с ухом свиньи, которая сопоставима с венами человеческой руке. В ходе экспериментов было установлено, что магнитная проволока в течение 20 минут собрала/обнаружила в 10–80 раз больше раковых клеток по сравнению с другими коммерчески доступными методами обнаружения на основе забора крови.

По словам автора исследования Сэма Гамбхира (Sam Gambhir), доктора медицинских наук, профессора Стэнфордского университета: «Существующие методы обнаружения рака по анализу забора крови дают ошибочные результаты. Циркулирующие опухолевые клетки настолько малы, что если вы просто возьмете обычный образец крови в пробирке, то, возможно, в нём не окажется ни одной раковой клетки. Это всё равно, что искать песчинку в ванне с водой, зачерпнув из неё пару чашек».

«По нашим оценкам, потребуется около 80 пробирок крови в 5 миллилитров, чтобы они соответствовали тому, что способно обнаружить наше устройство за 20 минут. — продолжает Гамбхира — Разумеется, забирать столько крови у одного пациента нельзя».

Исследователи считают, что новая технология может стать быстрым и эффективным инструментом раннего выявления рака, превосходя существующие методики более чем на порядок. Также она может использоваться для сбора генетической информации об опухолях, расположенных в труднодоступных местах для биопсии, или помочь врачам оценить реакцию пациента на конкретные методы лечения рака.

Другим направлением в развитии технологии рассматривается использование устройства в качестве фильтра, улавливающего раковые клетки из крови, очищая её и предотвращая появление метастаз в других частях организма.

По мнению учёных, принцип диагностики на основе вживлённых магнитов и намагниченных наночастиц применим не только в онкологии. Они могут быть использованы в отношении любой болезни, которая проявляет себя наличием клеток или молекул в крови — главное, подобрать для них правильные антитела и прочие белковые соединения в составе наночастиц, которые соединятся с «мишенью» и сделают её доступной для обнаружения.

В настоящее время проводится работа для проверки технологии на людях. В лаборатории Сэма Гамбхира проводятся исследования по повышению безопасности технологии. Основное внимание уделяется тому, что происходит с оставшимися не связанными наночастицами. В серии экспериментов никаких признаков интоксикации организма не обнаружено, а наночастицы распадаются в течение нескольких недель. После того, как технология будет одобрена для использования на людях, следующей целью станет превратить ее в многоцелевой инструмент, который будет способствовать обнаружению, диагностике, лечению и оценке терапии рака.

Источник: ScienceDaily