Наносистемы захватывают и уничтожают циркулирующие опухолевые клетки

Два устройства на основе нанотехнологий способны захватывать в крови раковые клетки, оторвавшиеся от опухоли. Эти клетки, известные как циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК), могут предоставить критическую информацию для диагностики метастазов рака, определения прогноза пациента и мониторинга эффективности терапии.

Кремниевый чип с наностолбиками

В исследовании, опубликованном в журнале Angewandte Chemie International Edition, группа ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработала кремниевый чип размером 1×2 см, покрытый плотно упакованными наностолбиками. Наностолбики покрыты антителом, которое связывается с белком EpCAM, экспрессируемым на поверхности многих клеток солидных опухолей, но не клетками, обычно циркулирующими в крови.

• Тестирование: При инкубации в среде с клетками рака молочной железы чип с наностолбиками захватил 45–65% раковых клеток. Для сравнения, контрольное устройство с плоской поверхностью, также покрытое анти-EpCAM, захватило только 4–14% клеток.
• Значение: Захват ЦОК позволяет провести «жидкую» биопсию, что может обеспечить раннее обнаружение и диагностику, особенно когда на ранних стадиях метастазирования сложно определить место для взятия твердой биопсии.

Система для захвата клеток прямо в кровотоке

Другая исследовательская группа под руководством Владимира Жарова из Медицинского университета Арканзаса (UAMS) разработала систему, которая захватывает ЦОК непосредственно в кровотоке, где их затем можно удалить микрохирургически или уничтожить лазером. Работа опубликована в журналах Biophotonics и Nature Nanotechnology.

• Механизм: Система использует два типа наночастиц:
  1. Магнитные наночастицы, нацеленные на рецептор uPAR.
  2. Наночастицы из золотого покрытия на углеродных нанотрубках, нацеленные на рецептор фолиевой кислоты. Оба рецептора встречаются на многих типах раковых клеток, но не на нормальных клетках крови.
• Эксперимент: После инъекции коктейля наночастиц мышам с человеческими опухолями молочной железы ученые использовали магнит и фотоакустическую визуализацию для захвата и обнаружения меченых опухолевых клеток в кровотоке.
• Результат: По словам доктора Жарова, этот метод может потенциально увеличить специфичность и чувствительность обнаружения ЦОК до 1000 раз по сравнению с существующими технологиями.

Поддержка исследований

Обе работы поддержаны Инициативой Национального института рака (NCI) «Альянс по нанотехнологиям в онкологии», целью которой является ускорение применения нанотехнологий для профилактики, диагностики и лечения рака.