„Science Translational Medicine“ publikuotame tyrime atskleidžiama, kad sistema tiksliai aptiko šias ląsteles 27 iš 28 vėžiu sergančių žmonių, 1000 kartų didesniu jautrumu, nei gali dabartinės technologijos. Jau vien tai yra pasiekimas, bet tyrėjų komanda taip pat sugebėjo didžiąją dalį vėžį skleidžiančių ląstelių sunaikinti realiu laiku, joms judant tyrimo dalyvių venomis.
Išvysčius technologiją, gydytojai gautų nekenksmingą, neinvazinį ir nuodugnų būdą aptikti ir sunaikinti tokias ląsteles, kol jos kūne nesuformavo naujo auglio.
„Ši technologija turi potencialą gerokai sulėtinti metastazavimą“, – sako tyrimo vadovas Vladimiras Zharovas, Arkansaso medicinos mokslų universiteto nanomedicinos centro direktorius.
Vėžio plitimas arba metastazavimas yra pagrindinė vėžio sukeltų mirčių priežastis. Vėžys plinta, kai nuo pirminio auglio atskilusios ląstelės keliauja kraujo ir limfos sistema, įsitvirtina naujose kūno vietose ir formuoja antrinius auglius.
Sunaikinus šias kraujyje cirkuliuojančias auglio ląsteles (circulating tumor cells – CTC) joms dar nespėjus įsitvirtinti, būtų užkertamas kelias metastazavimui. Jau vien galėdami suskaičiuoti CTC, gydytojai galėtų tiksliau diagnozuoti ir gydyti vėžio metastazes – to atlikti efektyviai lig šiol negalėjo joks prietaisas.
Zharovas su komanda savo sistemą išbandė su sergančiais melanoma, kitaip – odos vėžiu. Į veną šviečiantis lazerio spindulys siunčia energiją į kraują, taip sukurdamas karštį. Melanomos CTC sugeria daugiau šios energijos nei normalios ląstelės, dėl to greitai įkaista ir išsiplečia.
Šis terminis išsiplėtimas kuria garso bangas – tai vadinama fotoakustiniu efektu, – kurias fiksuoja ant odos šalia lazerio įtaisytas nedidelis ultragarso imtuvas. Taip fiksuojama, kai kraujo tėkme praplaukia CTC.
Tuo pačiu lazeriu galima ir sunaikinti CTC realiu laiku. Nuo lazerio karščio ant auglio ląstelių susiformuoja garų burbuliukai. Burbuliukai plečiasi ir susitraukia, mechaniškai sunaikindami ląstelę. Įsivaizduokite vaizdo žaidime šaudomus blogiečius ar ultravioletine šviesa naikinamas bakterijas. Jei toks vaizdas jus nuteikia gerai, įsivaizduokite, kaip smagu būtų nukreipti šį lazerį į jūsų mylimo žmogaus vėžines ląsteles.
Publikuoto darbo tikslas buvo išbandyti CTC aptikimo tikslumą. Bet netgi naudojamas mažos energijos diagnostiniu režimu, šešiems pacientams šis lazeris sunaikino nemažai CTC.
„Vienam pacientui sunaikinome 96 procentus auglio ląstelių“, pasitaikiusių lazerio spindulio kelyje, sako Zharovas. Jis ir jo kolegos tikisi, kad lazeris bus dar efektyvesnis, kai būsimuose tyrimuose jie padidins energiją.
Zharovas šios technologijos idėją sugalvojo daugiau kaip prieš dešimtmetį, ir nuo to laiko bandė ją su gyvūnais ir demonstravo jos saugumą JAV Maisto ir vaistų administracijai (FDA), kurios patvirtinimas būtinas, prieš pradedant šį klinikinį tyrimą. Zharovas sako, kad tai – pirmoji neinvazinė CTC diagnostika, pademonstruota su žmonėmis.
Buvo pasiūlyta mažiausiai šimtas kitų CTC stebėjimo prietaisų. Paprastai reikia paimti kraujo iš venos ir analizuoti jį. FDA patvirtinimą yra gavęs tik vienas toks prietaisas: maždaug orkaitės dydžio „CellSearch“ mašina. Ja tiriami maži kraujo mėginiai, aptinkant tik dalį kraujyje esančių CTC. Todėl tokia diagnostika standartiniame vėžio gydyme nėra plačiai taikoma.
Michigano universtiteto tyrėjai balandį paskelbė apie pasiekimus šiame fronte. Jų ant riešo dėvimas įrenginys pumpuoja kraują iš kūno, sugaudo CTC, ir išvalytą kraują pumpuoja atgal į kūną. Tačiau tyrime su šunimis per 2-3 valandas šiuo prietaisu pavyko apdoroti vos porą valgomųjų šaukštų kraujo.
Zharovo prietaisas maždaug per valandą gali ištirti litrą kraujo, kuris nepalieka kūno. Jis apie tūkstantį kartų jauresnis už CellSearch, praneša tyrėjai. Dabar Zharovas su kolegomis tirs prietaisą su didesne žmonių populiacija, ir, kombinuodami jį su įprasta vėžio terapija, tirs poveikį metastazėms.
Beje fotoakustinį efektą pirmasis aprašė Alexanderis Grahamas Bellas 1880 metais, kai perdavė balso signalus savo išradimu, pavadintu „fotofonu.“ Zharovo komanda savo prietaisą pavadino „citofonu“ – „cyto-“ reiškia „iš ląstelės.“
Emily Waltz
spectrum.ieee.org
