Американские исследователи из Мичиганского университета разработали прототип носимого устройства, которое может в непрерывном режиме собирать образовывающиеся в крови раковые клетки, часто используемые в качестве биомаркера для лечения. Описание этой разработки опубликовано в журнале Nature Communications.
В настоящее время забор крови необходим для выявления и исследования циркулирующих в кровотоке опухолевых клеток и часто ограничивается непоследовательностью подсчета таких клеток, а также влиянием изъятия крови у больного пациента на его здоровье. Прототип устройства, который предполагается носить на запястье и который до сих пор испытывался только на собаках, проверяет кровь в течение нескольких часов и отбирает только те клетки, которые он ищет. Отметим, что устройство, скорее всего, будет испытываться на человеке не ранее, чем через три-пять лет.
Профессор Мичиганского университетского онкологического центра и один из авторов статьи доктор Дэниел Ф. Хейз говорит, что
Никто не хочет делать биопсию. А ведь если бы мы могли получить достаточное количество раковых клеток из крови, мы могли бы использовать их для изучения биологии опухоли и непосредственного лечения пациентами. Вот почему мы работали над этим устройством с таким воодушевлением.
Само устройство состоит из четырех основных компонентов: микроконтроллера, перистальтического насоса*, инжектора гепарина и модуля улавливания опухолевых клеток, содержащего микрофлюидный чип. Вся система размещена в корпусе, изготовленном методом 3D-печати, и управляется с помощью специального приложения.
При включении цельная кровь из вены пациента поступает в устройство через внутривенный катетер, а затем возвращается обратно в его кровоток. Такой подход позволяет проводить скрининг значительно большего объема крови пациента с минимальными потерями, причем в тесте на животных было получено примерно в 3,5 раза больше раковых клеток на миллилитр крови по сравнению со стандартным методом забора крови.
По словам авторов разработки,
Самой сложной задачей была необходимость объединения всех компонентов в одно устройство и обеспечение того, чтобы кровь не свертывалась, чтобы клетки не засоряли чип, и чтобы все устройство было полностью стерильным.
Ученые полагают, что новая система значительно снизит количество ошибок при определении статуса заболевания и позволит врачам разрабатывать индивидуальную терапию в соответствии с особенностями опухоли каждого пациента.
* Перистальтический насос — разновидность насоса для перекачки жидкостей и пастообразных веществ. Принцип действия основан на передавливании эластичной трубки каким-либо механическим органом, например катящимися по окружности роликами, которые проталкивают жидкость на выход насоса.