Инвазивные процедуры биопсии тканей пораженных раком органов можно заменить простым взятием образцов из крошечного "приманка" имплантированный прямо под кожу, исследователи из Мичиганского университета продемонстрировали на мышах.
Эти устройства обладают способностью привлекать раковые клетки, путешествующие по телу. Фактически, они могут даже обнаружить признаки того, что рак готовится к распространению, еще до того, как появятся раковые клетки.
"Биопсия такого органа, как легкое, – рискованная процедура, которую делают очень экономно," сказал Лонни Ши, заведующий кафедрой биомедицинской инженерии Университета Уильяма и Валери Холл. "Мы размещаем эти каркасы прямо под кожей, чтобы они были легко доступны."
Простота доступа также позволит врачам контролировать эффективность лечения рака ближе к реальному времени.
Последняя работа команды U-M опубликована в Cancer Research, публикации Американской ассоциации исследований рака.
Биопсия каркаса позволила исследователям проанализировать 635 генов, присутствующих в захваченных раковых клетках. Из этих генов команда определила десять, которые могли предсказать, была ли мышь здоровой, был ли у нее рак, который еще не начал распространяться, или если рак присутствовал и начал распространяться. Они могли сделать все это без необходимости инвазивной биопсии органа.
Экспрессия гена, полученная на каркасе, имела различные паттерны относительно клеток из крови, которые были получены с помощью метода, известного как жидкая биопсия. Эти различия подчеркивают, что ткань в этих ловушках предоставляет уникальную информацию, которая коррелирует с прогрессированием заболевания.
Исследователи продемонстрировали, что синтетические каркасы работают с несколькими типами рака у мышей, включая рак поджелудочной железы. Они работают, заманивая иммунные клетки, которые, в свою очередь, привлекают раковые клетки.
"Когда мы начали, идея заключалась в том, что мы проведем биопсию каркаса и будем искать опухолевые клетки, которые следовали за иммунными клетками там," Шиа сказал. "Но мы поняли, что, анализируя иммунные клетки, которые собираются первыми, мы можем обнаружить рак до того, как он распространится."
При лечении рака ключевым моментом является раннее выявление.
"В настоящее время трудно обнаружить ранние признаки метастазирования," сказала Жаклин Джерусс, доцент хирургии и биомедицинской инженерии и соавтор исследования. "Визуализация может быть сделана после того, как у пациента появятся симптомы, но это означает, что количество раковых клеток может быть уже значительным. Необходимы улучшенные методы обнаружения для выявления метастазов в момент, когда целевое лечение может оказать значительное положительное влияние на замедление прогрессирования заболевания."
Иммунные клетки позволили исследователям определить, было ли лечение эффективным у мышей и какие субъекты были чувствительны или устойчивы к лечению.
Способность приманки привлекать иммунные и раковые клетки также может способствовать лечению. В предыдущих исследованиях устройства продемонстрировали способность замедлять рост метастатических опухолей рака груди у мышей за счет уменьшения количества раковых клеток, которые могут достичь этих опухолей.
В будущем Ши предполагает, что каркасы могут быть оснащены датчиками и технологией Bluetooth, которые смогут доставлять информацию в режиме реального времени без необходимости биопсии.