Нанотехнологии для отслеживания отдельных раковых клеток в движении

Новая методика, позволяющая в реальном времени наблюдать за отдельными раковыми клетками, плавающими в жидкости, может помочь в изучении циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК), которые вызывают метастазирование — процесс распространения болезни по организму.

Разработанный в Мичиганском университете подход также может открыть путь к новым типам таргетной терапии, выходящей за рамки персонализированной медицины.

«Мы стремимся к индивидуализированному лечению, ориентированному не только на человека, но и на конкретную клетку», — говорит Реми Эльбез, соавтор исследования, опубликованного 13 декабря в PLoS ONE.

Проблема циркулирующих опухолевых клеток

  • Гетерогенность опухоли: Не все клетки в опухоли имеют одинаковый генетический код, некоторые устойчивее к лечению.
  • Сложность изучения: ЦОК, отделившиеся от первичной опухоли, особенно опасны, но их трудно исследовать. Они:
    • Составляют менее одной на триллион клеток крови.
    • Ведут себя иначе, чем клетки в опухоли (например, не делятся быстро).
    • Их природа искажается при фиксации в чашке Петри, так как они функционируют в движении.

«В нашей суспензии клетки могут свободно перемещаться и вести себя ближе к тому, как они это делают в организме», — поясняет профессор Рауль Копельман.

Суть метода

Методика использует магниты для вращения раковых клеток, чья скорость вращения выявляет их форму и состояние. В системе:

  1. Клетки (на примере рака шейки матки) помечаются коммерчески доступными магнитными наночастицами.
  2. Суспензия помещается в магнитное поле, вращающееся достаточно быстро для достижения асинхронной скорости вращения.
  3. Из-за асинхронного вращения на клетки сильнее влияет сопротивление среды: более крупные, умирающие или делящиеся клетки вращаются значительно медленнее и с характерными паттернами.

«Впервые сама клетка становится сенсором. Она может сообщить нам, когда умирает», — отмечает Эльбез, подчеркивая преимущество перед косвенными методами вроде флуоресцентных красителей.

Перспективы применения

  • Изучение метастазирования: Понимание ЦОК может привести к терапиям, блокирующим распространение рака. «Именно последствия метастазов приводят к смерти большинства онкологических пациентов», — говорит профессор Кеннет Пьента.
  • Тестирование лекарств: Позволяет точечно изучать самые устойчивые к препаратам клетки.
  • Персонализированное лечение: Возможность проводить «мини-испытания» препаратов на небольшой выборке опухолевых клеток пациента до начала химиотерапии. «Это позволяет лечить правильного пациента в правильное время правильным лекарством и, что важнее, избежать бесполезного и дорогостоящего лечения», — заключает Пьента.
2011-12-15