Μια νέα φορητή συσκευή μπορεί να ανιχνεύσει καρκίνο με μεγαλύτερη ακρίβεια
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έχουν αναπτύξει και τώρα δοκιμάζουν μια συσκευή που αποκαλούν «επιτομή της ιατρικής ακριβείας» που ανιχνεύει τον καρκίνο στο κυκλοφορούν αίμα.
«Κανείς δεν θέλει να κάνει βιοψία», λέει ο Δρ. Daniel Hayes, ο Stuart B. Padnos, Καθηγητής Έρευνας για τον Καρκίνο του Μαστού στο Κέντρο Καρκίνου του Πανεπιστημίου του Michigan Rogel στο Ann Arbor.
Οι βιοψίες είναι επεμβατικές και μπορεί να είναι δυσάρεστες, ωστόσο αυτή τη στιγμή είναι η πιο ακριβής μέθοδος προσδιορισμού του κατά πόσον ένα άτομο έχει καρκίνο ή όχι.
Αλλά, ο Δρ Hayes προτείνει, «Εάν μπορούσαμε να πάρουμε αρκετά καρκινικά κύτταρα από το αίμα, θα μπορούσαμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να μάθουμε για τη βιολογία του όγκου και την άμεση φροντίδα για τους ασθενείς».
Ο Δρ Hayes και η ομάδα του ανέπτυξαν πρόσφατα μια φορητή συσκευή που μπορεί να "φιλτράρει" κυκλοφορούν αίμα για καρκινικά κύτταρα που - εάν περάσει όλες τις εξετάσεις - θα μπορούσε να αντικαταστήσει υγρές βιοψίες όπου οι επαγγελματίες του τομέα υγειονομικής περίθαλψης λαμβάνουν δείγματα αίματος ή ούρων από άτομα για να αναζητήσουν δείκτες Καρκίνος.
Οι καρκινικοί όγκοι απελευθερώνουν κύτταρα στο αίμα, πράγμα που σημαίνει ότι, θεωρητικά τουλάχιστον, λαμβάνοντας δείγμα αίματος και αναλύοντας το, ένας ειδικός θα πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει την παρουσία καρκίνου.
Ωστόσο, αυτό λέγεται ευκολότερα από ό, τι γίνεται, καθώς, ακόμη και σε άτομα που έχουν κακοήθεις όγκους, τα δείγματα αίματος μπορεί να μην αποκαλύπτουν πολλά ή καθόλου, καθώς τα καρκινικά κύτταρα που απελευθερώνουν οι όγκοι τους στο αίμα κυκλοφορούν γρήγορα και ενδέχεται να μην εμφανίζονται σε απλό δείγμα αίματος.
Ενθαρρυνμένος από αυτήν την επιπλοκή, ο Δρ Hayes και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έχουν βρει μια συσκευή που μπορεί να κάνει όλη τη δουλειά των δοκιμών υγρής βιοψίας, αλλά στην πραγματικότητα «σάρωση» της κυκλοφορίας του αίματος για καρκινικά κύτταρα.
Προς το παρόν, η ομάδα έχει δοκιμάσει αυτήν τη συσκευή σε σκύλους και αναφέρει τα ευρήματα στο περιοδικό Επικοινωνία φύσης.
Προκλήσεις στην επίτευξη ενός αποτελεσματικού σχεδιασμού
Οι ερευνητές εξηγούν ότι αν και τα περισσότερα καρκινικά κύτταρα που καταλήγουν στην κυκλοφορία του αίματος δεν επιβιώνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, αυτά που επιβιώνουν μπορεί να καταλήξουν σε διαφορετικά μέρη του σώματος και να σχηματίσουν έναν νέο, μεταστατικό όγκο.
Πιστωτική εικόνα: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Για αυτόν τον λόγο, είναι σημαντικό να ανιχνεύσετε την παρουσία καρκίνου το συντομότερο δυνατό και να στοχεύσετε με επαρκή θεραπεία, αποτρέποντάς τον να εξαπλωθεί και να προκαλέσει περαιτέρω ζημιά.
Όταν αποφάσισαν να δοκιμάσουν και να αναπτύξουν μια φορητή συσκευή για τον έλεγχο των καρκινικών κυττάρων στο αίμα, ο Δρ Hayes και οι συνεργάτες του αντιμετώπισαν μια σειρά από εμπόδια που έπρεπε να παρακάμψουν.
Πρώτον, η συσκευή έχει μέγεθος περίπου 2 έως 2,75 επί 1 ίντσα, αλλά πρέπει να ταιριάζει σε όλες τις τεχνολογίες διαλογής και ανάλυσης αίματος που συνήθως αντιστοιχούν σε μηχανές τόσο ψηλές όσο και ένα γραφείο. Στη συνέχεια, έπρεπε να βρουν τρόπους για να κάνουν αυτή τη φορητή συσκευή αποτελεσματική και ασφαλή.
«Τα πιο δύσκολα μέρη ήταν η ενσωμάτωση όλων των συστατικών σε μία μόνο συσκευή και στη συνέχεια η διασφάλιση ότι το αίμα δεν θα πήξει, ότι τα κύτταρα δεν θα φράξουν το τσιπ και ότι ολόκληρη η συσκευή είναι εντελώς αποστειρωμένη», εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Η ομάδα βρήκε κάποιες δημιουργικές λύσεις για όλα αυτά τα προβλήματα. Πρώτον, βρήκαν έναν τρόπο ανάμιξης του αίματος που διατρέχει τη συσκευή με ένα αντιπηκτικό (αντιπηκτικό μέσο πήξης) - ηπαρίνη. Στη συνέχεια, βρήκαν έναν τρόπο να διασφαλίσουν ότι η συσκευή παρέμεινε στείρα χωρίς να επηρεάσει τα αντισώματα στο τσιπ που βοηθούν στον εντοπισμό των καρκινικών κυττάρων.
Όσο για το τσιπ που βρίσκεται στον πυρήνα αυτής της συσκευής, οι ερευνητές εξηγούν ότι χρησιμοποιεί το οξείδιο του γραφενίου για να δημιουργήσει μηχανισμούς «φιλτραρίσματος» με αντισώματα που είναι σε θέση να συλλάβουν πάνω από το 80% των καρκινικών κυττάρων που υπάρχουν στο αίμα.
«Η επιτομή της ιατρικής ακριβείας»
Για να δοκιμάσουν αυτήν τη συσκευή, οι ερευνητές συνεργάστηκαν με υγιή σκυλιά που ένεσαν με ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα. Η ομάδα διαβεβαιώνει ότι αυτή η θεραπεία δεν έχει μακροχρόνια επίδραση στα ζώα των οποίων το ανοσοποιητικό σύστημα απαλλάσσει τα ξένα κύτταρα μέσα σε λίγες ώρες από την ένεση.
Στο πείραμά τους, οι ερευνητές έδωσαν στα σκυλιά ήπια ηρεμιστικά, κατά τις πρώτες δύο ώρες μετά τις ενέσεις καρκινικών κυττάρων, και στη συνέχεια τοποθέτησαν τις συσκευές διαλογής.
Επιπλέον, η ομάδα συνέλεξε δείγματα αίματος από κάθε ζώο κάθε 20 λεπτά και τα εξέτασε για καρκινικά κύτταρα ξεχωριστά, χρησιμοποιώντας μάρκες με το ίδιο σχέδιο με αυτά που εισήγαγαν στις πειραματικές συσκευές.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η φορητή συσκευή αναγνώρισε και συγκέντρωσε 3,5 φορές περισσότερα καρκινικά κύτταρα ανά χιλιοστόλιτρο αίματος από το ίδιο τσιπ όταν «σάρωση» δειγμάτων αίματος in vitro.
«Είναι η διαφορά ανάμεσα στην κατοχή κάμερας ασφαλείας που παίρνει ένα στιγμιότυπο μιας πόρτας κάθε πέντε λεπτά ή παίρνει ένα βίντεο. Εάν ένας εισβολέας εισέλθει μεταξύ των στιγμιότυπων, δεν θα το ξέρετε », λέει η συν-συγγραφέας της μελέτης Sunitha Nagrath, Ph.D.
Σε μελλοντικές μελέτες, οι ερευνητές στοχεύουν να τελειοποιήσουν τη φορητή συσκευή αυξάνοντας τον ρυθμό επεξεργασίας του αίματος. Για να το δοκιμάσουν περαιτέρω, σε ένα πιο ρεαλιστικό πλαίσιο, οι ερευνητές σχεδιάζουν στη συνέχεια να το χρησιμοποιήσουν σε σκύλους που έχουν ήδη καρκίνο.
Ενώ η νέα συσκευή έχει μέχρι στιγμής δείξει πολλές υποσχέσεις, ο Δρ Hayes πιστεύει ότι υπάρχει ακόμη λίγος χρόνος για να γίνει διαθέσιμος στους ανθρώπους. Εκτιμά ότι η ομάδα μπορεί να είναι σε θέση να διεξάγει κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους που συμμετέχουν εντός 3 έως 5 ετών.
«Αυτή είναι η επιτομή της ιατρικής ακριβείας, η οποία είναι τόσο συναρπαστική στον τομέα της ογκολογίας αυτή τη στιγμή.»
Δρ. Daniel Hayes
