Раковые клетки могут распространяться в другие части тела через кровь. И теперь исследователи разработали новый вид лазера, который может найти и уничтожить эти опухолевые клетки снаружи кожи.
Хотя лазер все еще может быть далеко от того, чтобы стать коммерческим диагностическим инструментом, он в 1000 раз более чувствителен, чем современные методы, используемые для обнаружения опухолевых клеток в крови, сообщили исследователи 12 июня в журнале Science Translational Medicine.
Чтобы проверить распространение рака, врачи обычно берут образцы крови, но часто тесты не могут найти опухолевые клетки, даже если они присутствуют в одном образце, особенно если у пациента есть ранняя форма рака, сказал старший автор Владимир Жаров, директор Центра наномедицины в Университете Арканзаса для медицинских наук.
Если анализы дают положительный результат, это обычно означает высокую концентрацию циркулирующих опухолевых клеток в крови; в этот момент Рак, вероятно, широко распространился на другие органы, и часто "слишком поздно эффективно лечить пациентов", добавил Жаров.
Новая технология, названная Цитофон, использует импульсы лазерного света на внешней стороне кожи, чтобы нагреть клетки в крови. Но только лазер нагревает клетки меланомы — не здоровые клетки — потому что эти клетки носят темный пигмент под названием меланин, который поглощает свет.
Они 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 от 10 секунд до 60 минут технология может идентифицировать циркулирующие опухолевые клетки у 27 из 28 добровольцев.
Обнаружение и уничтожение опухолевых клеток
Устройство не вернуло никаких ложных срабатываний здоровым добровольцам, и это не вызвало проблем с безопасностью или побочных эффектов, сказали они. Меланин-пигмент, который обычно присутствует в коже, но клетки кожи не повреждаются, сказал Жаров. Даже если кожа производит меланин естественно, этот метод лазера не вредит тем клеткам. Это связано с тем, что лазерный свет воздействует на относительно большую площадь кожи (поэтому он недостаточно сфокусирован на отдельных клетках кожи, чтобы повредить их), в то время как лазерная энергия более сконцентрирована на кровеносных сосудах и циркулирующих опухолевых клетках, добавил он.
Неожиданно команда также обнаружила, что после лечения раковые больные имели меньше циркулирующих опухолевых клеток. "Мы использовали относительно низкую энергию" с основной целью диагностики, а не лечения рака, - сказал Жаров. Но даже при такой низкой энергии лазерный луч, казалось, мог уничтожить раковые клетки.
Вот как это работает: когда меланин поглощает тепло, вода вокруг меланина внутри клеток начинает испаряться, образуя пузырь, который расширяется и разрушается, механически разрушая клетку, сказал Жаров.
"Наша цель, убивая эти клетки, мы можем помочь предотвратить распространение метастатического рака", - сказал он. Но он надеется провести больше исследований, чтобы оптимизировать устройство дальше, чтобы убить больше опухолевых клеток, в то же время будучи безвредным для других клеток.
Они также еще не испытывали прибор на людях с более темной кожей, которые имеют более высокие уровни меланина. Тем не менее, только очень небольшой процент афроамериканцев получают меланому.
Команда надеется расширить технологию для того чтобы найти обеспечивая циркуляцию клетки тумора выпущенные раками за исключением меланомы. Эти раковые клетки не несут меланин, поэтому для их обнаружения исследователям сначала нужно будет ввести пациентам конкретные маркеры или молекулы, которые будут связываться с этими клетками, чтобы они могли быть нацелены лазером. Они до сих пор продемонстрировали, что этот метод может работать на клетках рака молочной железы человека в лаборатории.