Uus kantav seade võib vähki täpsemini tuvastada
Michigani ülikooli teadlased on välja töötanud ja katsetavad nüüd seadet, mida nad nimetavad “täppismeditsiini kehastuseks”, mis tuvastab vereringes vähi.
"Keegi ei taha biopsiat teha," ütleb Ann Daniel Arbes Michigani ülikooli Rogeli vähikeskuse rinnavähiuuringute professor Stuart B. Padnos, dr Daniel Hayes.
Biopsiad on invasiivsed ja võivad olla ebamugavad, kuid siiski on need praegu kõige täpsem meetod inimese vähi tuvastamiseks.
Kuid dr Hayes soovitab: "Kui me saaksime verest piisavalt vähirakke, võiksime neid kasutada kasvajabioloogia tundmaõppimiseks ja patsientide otseseks hooldamiseks."
Dr Hayes ja tema meeskond on hiljuti välja töötanud kantava seadme, mis suudab vähirakkude jaoks vereringet verre filtreerida, mis - kui see läbib kõik testid - võib asendada vedelad biopsiad, kus tervishoiutöötajad võtavad inimestelt vere- või uriiniproove, et otsida vähk.
Vähkkasvajad vabastavad rakud verre, mis tähendab, et vähemalt teoreetiliselt peaks vereproovi võtmine ja selle analüüsimine võimaldama spetsialistil tuvastada vähi olemasolu.
Kuid seda on lihtsam öelda kui teha, sest isegi pahaloomuliste kasvajatega inimestel ei pruugi vereproovid paljut ega üldse midagi paljastada, kuna vähirakud, mille kasvajad verre vabanevad, ringlevad kiiresti ja ei pruugi ilmneda üks vereproov.
Selle tüsistuse ajendil on dr Hayes ja tema Michigani ülikooli kolleegid välja mõelnud seadme, mis suudaks teha kogu vedeliku biopsia testimise töö, kuid tegelikult "skaneerides" vereringes vähirakke.
Esialgu on meeskond seda seadet koertel katsetanud ja teatab leidudest ajakirjas Looduskommunikatsioon.
Väljakutsed tõhusa kujunduse saavutamisel
Teadlased selgitavad, et kuigi enamik vereringesse sattunud vähirakke ei ela kaua, võivad need, kes ellu jäävad, sattuda erinevatesse kehaosadesse ja moodustada uue metastaatilise kasvaja.
Pildikrediit: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Sel põhjusel on oluline vähi olemasolu võimalikult kiiresti avastada ja suunata sellele adekvaatne ravi, vältides selle levikut ja lisakahjustusi.
Kui nad otsustasid proovida välja töötada vähirakkude skriinimiseks kantava seadme veres, seisid dr Hayes ja tema kolleegid silmitsi rea takistustega, millest nad pidid mööda hiilima.
Esiteks on seadme suurus umbes 2 x 2,75 x 1 tolli, kuid see peab sobima kogu vereanalüüsi ja -analüüsi tehnoloogiaga, mis tavaliselt on sama pikk kui masin kui kirjutuslaud. Seejärel pidid nad leidma viisid, kuidas seda kantavat seadet tõhusaks ja ohutuks muuta.
"Kõige keerukamad osad olid kõigi komponentide integreerimine ühte seadmesse ja seejärel tagamine, et veri ei hüübiks, et rakud ei ummistaks kiipi ja et kogu seade oleks täiesti steriilne," selgitab uuringu esimene autor , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Meeskond pakkus kõigi nende probleemide jaoks välja mõned loomingulised lahendused. Esiteks leidsid nad viisi, kuidas segada seadet läbiv veri antikoagulandi (vere hüübimisvastane aine) - hepariiniga. Seejärel leidsid nad viisi, kuidas veenduda, et seade jääb steriilseks, mõjutamata kiibil olevaid antikehi, mis aitavad vähirakke tuvastada.
Mis puutub selle seadme keskmes olevasse kiibisse, siis selgitavad teadlased, et see kasutab grafeenoksiidi, et luua antikehadega kallutatud "filtreerimismehhanismid", mis on võimelised haarama üle 80 protsendi veres esinevatest vähirakkudest.
"Täppismeditsiini kehastus"
Selle seadme testimiseks töötasid teadlased tervete koertega, kellele nad süstisid inimese vähirakke.Meeskond kinnitab, et sellel ravil pole pikaajalist mõju loomadele, kelle immuunsüsteem vabaneb võõrastest rakkudest mõne tunni jooksul pärast süstimist.
Oma katses andsid uurijad koertele vähirakkude süstimise järgse paari tunni jooksul kergeid rahusteid ja paigaldasid seejärel skriinimisvahendid.
Lisaks kogus meeskond iga 20 minuti tagant igalt loomalt vereproove ja sõelus neid vähirakkude osas eraldi, kasutades sama kujundusega kiipe kui need, mida nad katsevahenditesse sisestasid.
Teadlased leidsid, et kantav seade tuvastas ja kogus ml milliliitri kohta 3,5 korda rohkem vähirakke kui sama kiip vereproovide in vitro skaneerimisel.
"See on vahe, kas teil on turvakaamera, mis teeb iga viie minuti tagant uksest ülevaate või teeb video. Kui sissetungija siseneb hetktõmmiste vahele, ei teaksite sellest, ”ütleb uuringu kaasautor Ph.D. Sunitha Nagrath.
Edasistes uuringutes on teadlaste eesmärk täiustada kantavat seadet, suurendades selle vereprotsessi kiirust. Selle edasiseks testimiseks plaanivad uurijad seda realistlikumas kontekstis kasutada koertel, kellel on juba vähk.
Kui uus seade on seni palju lubadusi näidanud, usub dr Hayes, et veel on natuke aega, kuni see inimestele kättesaadavaks saab. Tema hinnangul võib meeskond 3–5 aasta jooksul teha inimestega kliinilisi uuringuid.
"See on täppmeditsiini kehastus, mis onkoloogia valdkonnas praegu nii põnev on."
Dr Daniel Hayes
