Наношероховатые поверхности эффективно захватывают циркулирующие раковые клетки

Инженеры и медики из Мичиганского университета разработали простое устройство для захвата и изучения циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК), которые переносят рак по организму через кровоток. Оно представляет собой стеклянную пластину с наноразмерной шероховатостью.

ЦОК способствуют метастазированию — распространению болезни от первичного очага к отдалённым тканям. Анализы крови, подсчитывающие эти клетки, помогают прогнозировать продолжительность жизни пациентов. Однако о самих ЦОК известно мало: они крайне редки (примерно одна на миллиард клеток крови) и неоднородны.

Существующие инструменты для их изоляции (например, одобренная FDA система CellSearch с антителами на магнитных частицах) ловят только определённые типы клеток — те, что экспрессируют конкретные поверхностные белки или крупнее обычных клеток крови. Наиболее опасные клетки, такие как раковые стволовые или клетки-предшественники, могут не иметь этих маркеров и ускользать от обнаружения.

Новый подход, описанный в статье в ACS Nano, использует физическое свойство адгезии. Кровяные клетки по своей природе плавают в потоке, а клетки из твёрдых опухолей сохраняют способность прилипать. Наношероховатая поверхность стекла, созданная методом реактивно-ионного травления, эффективно захватывает такие клетки без использования антител.

Результаты экспериментов: при пропускании образцов крови, "заражённых" клетками рака молочной железы, шейки матки и простаты, наношероховатые поверхности захватывали в среднем от 88% до 95% раковых клеток.

Ключевые преимущества метода:

• Захватывает большинство ЦОК независимо от их поверхностных белков или физического размера.
• Потенциально может улавливать скрытые раковые стволовые клетки.
• В принципе применим к любым клеткам, происходящим из твёрдых опухолей.

Перспективы применения: Исследователи во главе с профессором Цзяньпином Фу и онкологом доктором Софией Меравер считают, что первоначально устройство станет мощным инструментом для фундаментальной науки. Оно позволит изолировать живые ЦОК и изучать их биологические и физические свойства, чтобы лучше понять процесс метастазирования. В будущем технология может улучшить диагностику и прогноз рака.

Университет оформляет патентную защиту и ищет партнёров для коммерциализации технологии.