Разработан лазер, который находит и уничтожает раковые клетки в крови

Как сообщили исследователи 12 июня в журнале Science Translational Medicine, лазер в 1000 раз чувствительнее, чем все современные методы, используемые для обнаружения раковых клеток в крови. Однако до того, как разработка станет коммерческим диагностическим инструментом, может пройти еще много времени.

Чем плохи современные методы диагностики?

Для проверки на наличие раковых клеток врачи обычно берут образцы крови, но часто приборам не удается обнаружить опухолевые клетки, даже если они присутствуют в одной из проб. По словам старшего автора исследования Владимира Жарова, директора центра наномедицины в Университете Арканзаса, несовершенство современных методов особенно заметно, когда у пациента ранняя стадия рака.

Если тесты показывают положительный результат, это обычно означает, что в крови имеется высокая концентрация циркулирующих опухолевых клеток. В этот момент рак, вероятно, уже распространился на другие органы, и зачастую эффективно лечить пациентов становится слишком поздно.

Новая технология

Несколько лет назад Жарову и его команде пришла в голову идея разработать альтернативный неинвазивный метод для анализа больших количеств крови с большей точностью. Сначала они изучали лазер в лаборатории, затем на животных и недавно перешли к клиническим испытаниям на людях.

Новая технология получила название Cytophone. Сначала импульсы лазерного излучения на внешней поверхности кожи нагревают раковые клетки в крови. Лазер нагревает только клетки меланомы, а не здоровые, потому что они содержат  темный пигмент — меланин — который поглощает свет. Затем Cytophone использует ультразвуковую технику для обнаружения крошечных волн, которые исходят от нагретых клеток.

Ученые протестировали технологию на 28 светлокожих пациентах с меланомой и на 19 здоровых добровольцах без меланомы. Они направили лазер на руки пациентов и обнаружили, что в течение 10–60 минут технология может идентифицировать циркулирующие раковые клетки у 27 из 28 из этих добровольцев.

Устройство не показало никаких ложных срабатываний у здоровых добровольцев и не вызывало побочных эффектов. Меланин — это пигмент, который обычно присутствует в коже, если её клетки не повреждены. Несмотря на то, что кожа вырабатывает меланин естественным образом, лазерная техника не наносит вреда этим клеткам. Это потому, что лазерный свет рассеивается на большой площади кожи и недостаточно сфокусирован на отдельных клетках, чтобы повредить их.

Лечения рака с помощью Cytophone

Неожиданно команда обнаружила, что после диагностики у больных раком становилось меньше циркулирующих опухолевых клеток. «Мы использовали относительно низкую энергию с основной целью диагностики, а не лечения рака», — сказал Жаров. Тем не менее, даже при такой низкой энергии лазерный луч мог разрушать раковые клетки.

Вот как это работает. По мере того как меланин поглощает тепло, вода вокруг меланина внутри клеток начинает испаряться, образуя пузырь, который расширяется и разрушается, механически уничтожая клетку.

Ученые надеются, что, разрушая эти клетки, они смогут помочь предотвратить развитие метастатического рака. Команда планирует и дальше проводить исследования для оптимизации устройства, чтобы лазер мог уничтожать больше опухолевых клеток, при этом оставаясь безвредным для здоровых.

Ученые также хотят расширить технологию, чтобы лазер мог обнаруживать циркулирующие опухолевые клетки, выделяемые другими видами рака, помимо меланомы. Эти раковые клетки не содержат меланина. Чтобы обнаружить их, исследователи должны сначала ввести пациентам специфические маркеры или молекулы, которые будут связываться с клетками и на которые будет нацелен лазер. Ученые уже продемонстрировали в лаборатории, что этот метод может работать на клетках рака молочной железы.

По материалам Live Science

Читайте также:

Половое размножение защищает от рака

В Британії пообіцяли, що за 10 років рак візьмуть під контроль

Собаки по запаху определяют рак легких