Щупальца из ДНК помогли подсчитать циркулирующие раковые клетки

06-01-2014

Щупальца из ДНК помогли подсчитать циркулирующие раковые клетки
Южноамериканские ученые разработали устройство для подсчета циркулирующих в крови раковых клеток, докладывает New Scientist.

При неспешном пропускании образцов крови через канальцы опухолевые клеточки наталкиваются на стены канальцев и «прилипают» к ним. Но этот способ обладает существенными недочетами — он не очень точен, когда идет речь о малом количестве количестве клеток, также просит значимых временных издержек из-за низкой скорости потока крови, нужной для захвата клеток.

«Мы поразмыслили, что использующее принципы микрогидродинамики устройство с щупальцами как у медузы будет неописуемо действенным», — поведал один из ведущих создателей работы Джефри Карп (Jeffrey Karp). Исследователи решили использовать щупальца, изготовленные из аптамеров — цепочек ДНК, способных связываться с определенной молекулой.

Устройство захватывает опухолевые клеточки с помощью изготовленных из ДНК щупалец, напоминающих щупальца медузы. Результаты совместной работы исследователей из Brigham and Women’s Hospital (Бостон, штат Массачусетс), Калифорнийского института (University of California) и Массачусетского технологического института (MIT) размещены в журнальчике Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Сейчас имеющиеся устройства, использующиеся для подсчета циркулирующих в крови пациента раковых клеток, основаны на принципах микрогидродинамики — области познаний, описывающей поведение малых объемов жидкостей. Они представляют собой ряд тонких канальцев, изнутри выстланных соединениями, улавливающими раковые клеточки.Обнаружение, подсчет и дальнейший анализ циркулирующих опухолевых клеток важны для диагностирования раннего начала заболевания и определения наилучшего вида его терапии.

С помощью подобных устройств также можно определить, насколько хорошо опухоль отреагировала на лечение химиотерапевтическими препаратами. По словам авторов работы, их устройство обладает еще одним преимуществом — раковые клетки гораздо легче отделить от аптамеров, чем от адгезивов, используемых в обычных приборах.

Ученые надеются, что после дальнейшей оптимизации параметров прибора его можно будет использовать для проведения быстрых и точных анализов и ранней диагностики заболеваний.
Это позволило изобретателям увеличить скорость, с которой кровь проходит через канал, без потери производительности устройства.

«В обычных приборах при высокой скорости потока у клетки мало шансов оказаться близко к поверхности канала, поэтому поймать ее очень сложно», — отметил Рохит Карник (Rohit Karnik), глава лаборатории в MIT. Сочетание «плавающих» щупалец и завихрений в потоке позволило ученым увеличить скорость прохождения крови в десять раз по сравнению с используемыми в текущее время приборами.

Выросла и эффективность прибора — щупальца могут захватывать от 60 до 80 процентов раковых клеток, тогда как уже существующие устройства из-за своих особенностей могут обнаружить только 10-20 процентов опухолевых клеток, циркулирущих в крови пациента.
В этом случае в качестве молекулы-мишени был избран белок под названием тирозинкиназа 7 (PTK7), в большом количестве присутствующий на поверхности раковых клеток.

Один конец аптамеров закреплен на стенке тонкого канала, через который пропускают кровь. На дне канала вырезаны желобки в форме елочки, благодаря которым в потоке жидкости возникают воронки. Завихрения способствуют перемешиванию крови и увеличивают вероятность контактирования опухолевых клеток с аптамерами.Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: