Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Медицинского центра Сидарс-Синай и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, усовершенствовала разработанное ими устройство для идентификации и "схватить" циркулирующие опухолевые клетки, или ЦКО, которые отделяются от рака и попадают в кровь, что часто приводит к распространению рака на другие части тела.
Если дополнительные исследования подтвердят эффективность технологии, устройство NanoVelcro Chip позволит врачам получить доступ и идентифицировать раковые клетки в кровотоке, что предоставит диагностическую информацию, необходимую для создания индивидуально адаптированных методов лечения пациентов с раком простаты.
Исследователи считают, что эта технология может функционировать как "жидкая биопсия," революционизирует обычную практику биопсии и значительно продвигает область персонализированной медицины. Сегодняшняя биопсия требует удаления образцов ткани через иглу, введенную в солидную опухоль, процедура, которая является инвазивной и иногда болезненной. Биопсия чрезвычайно сложна при метастатическом раке простаты, потому что болезнь часто распространяется на кости, где доступность ткани низкая.
Самая большая проблема в лечении рака заключается в том, что опухоли у каждого человека сильно различаются и часто со временем видоизменяются, особенно в ответ на лечение. Исследователи надеются, что, проанализировав эти ЦОК, врачи смогут понять эволюцию опухоли у каждого человека. Наблюдая за генетическими изменениями ЦОК и их инвазивностью в чашке для культур тканей, врачи могут быстро скорректировать свои планы лечения в ответ.
"Мы надеемся, что использование нашей технологии NanoVelcro CTC произведет революцию в лечении рака простаты. Мы знаем, что рак со временем развивается и что рак каждого пациента – уникальная проблема – универсальный подход не позволит нам вылечить рак простаты или любой другой рак," сказал Эдвин М. Посадас, доктор медицины, медицинский директор программы урологической онкологии в Комплексном онкологическом институте имени Самуэля Ошина Cedars-Sinai и старший автор статьи в мартовском онлайн-выпуске Advanced Materials.
"Эта эволюция означает, что мы должны иметь возможность отслеживать эти изменения с течением времени и обеспечивать индивидуальное и оптимальное лечение пациента. Молекулярные характеристики ЦОК предоставят информацию в режиме реального времени, что позволит нам выбрать правильное лечение для правильного пациента в нужное время. Это улучшение станет большим шагом к развитию персонализированной медицины," добавил он.
О существовании ЦОК и их роли в метастазировании рака впервые подозревали более 140 лет назад, и первый тест для рутинного измерения ЦОК стал доступен в 2004 году, но более ранние методы показали низкую эффективность захвата и ограниченную способность захваченных клеток быть используется для последующего молекулярного анализа.
"Наша технология представляет собой комбинацию трех современных технологий: чип NanoVelcro CTC, микродиссекцию с помощью лазерного захвата и секвенирование всего экзома," сказал И-Цунг Лу, доктор медицинских наук, научный сотрудник Института комплексного рака Седарс-Синай Самуэля Ошина и один из первых авторов статьи. "Это продвижение, в принципе, позволит нам отслеживать геномную эволюцию рака простаты после того, как мы начнем терапию, и позволит нам лучше понять механизм лекарственной устойчивости, которая часто встречается у пациентов с раком простаты. Мы надеемся, что всестороннее понимание биологии рака на индивидуальном уровне в конечном итоге приведет к лучшему выбору терапии для пациентов, страдающих от рака на поздних стадиях."
В новой системе кровь пациента прокачивается через чип NanoVelcro Chip – микроворсинки, выступающие из раковых клеток, будут прилипать к структурам из нановолокон на поверхности устройства, как и липучки. Это явление способствует улавливанию редких ЦОК в кровотоке. Далее, технология микродиссекции с лазерным захватом позволяет ученым выборочно вырезать и собирать ЦОК из чипа NanoVelcro, практически устраняя любые следы любого загрязнения от белых кровяных телец, что может усложнить анализ. Наконец, изолированные и очищенные ЦОК подвергаются одноклеточной "следующее поколение" секвенирование, которое выявляет мутации в генетическом материале клеток и может помочь врачам персонализировать лечение уникального рака пациента.
"На сегодняшний день технологии захвата ЦОК позволяют лишь подсчитывать количество ЦОК, что является информативным, но не очень полезным с точки зрения планирования лечения. Это научный прорыв – возможность выделять чистые ЦОК и сохранять их целостность для сложных геномных и поведенческих анализов," сказал Сянь-Ронг Цзэн, доктор философии, доцент кафедры молекулярной и медицинской фармакологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и изобретатель концепции и устройства NanoVelcro Chip. Его энтузиазм разделяет Лиланд В. K. Чанг, доктор философии, директор исследовательской программы урологической онкологии в Комплексном онкологическом институте Седарс-Синай Самуэля Ошина.