Учёные используют «нановелькро» и контроль температуры для извлечения опухолевых клеток из крови

Международная группа учёных под руководством специалистов из Калифорнийского нанотехнологического института UCLA разработала новый метод эффективного выделения и анализа циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) из крови пациентов.

ЦОК — это раковые клетки, которые отделяются от опухолей, перемещаются с кровотоком и могут образовывать новые опухоли (метастазы). Их захват позволил бы врачам детектировать и анализировать рак для персонализированного лечения.

В лаборатории профессора молекулярной и медицинской фармакологии Hsian-Rong Tseng использовали изобретённое им устройство для захвата ЦОК из образцов крови.

Устройство, названное NanoVelcro Chip («чип-нановелькро»), представляет собой чип размером с почтовую марку, покрытый нанопроволоками в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Нанопроволоки покрыты антителами, распознающими ЦОК. При пропускании 2 мл крови через чип опухолевые клетки прилипают к нанопроволокам, как к липучке.

Однако захват клеток — лишь часть задачи. Для анализа команде Tseng необходимо было отделить клетки от чипа, не повредив их.

В более ранних экспериментах учёные использовали лазерную микродиссекцию, которая эффективно удаляла отдельные клетки, но была трудоёмкой, медленной и требовала специализированного оборудования.

Теперь Tseng и коллеги разработали термореспонсивную систему очистки NanoVelcro. Она позволяет повышать и понижать температуру образца крови для захвата (при 37 °C) и высвобождения (при 4 °C) ЦОК с оптимальной чистотой. Полимерные щетинки на нанопроволоках реагируют на изменение температуры, изменяя физические свойства и позволяя захватывать или отпускать клетки.

По словам Tseng, новая система, вероятно, заменит лазерную микродиссекцию в качестве стандартного протокола, поскольку делает извлечение раковых клеток гораздо более эффективным и экономичным, что критически важно, когда информация нужна как можно быстрее.

«С нашей новой системой мы можем контролировать температуру крови — подобно тому, как в кофейнях управляют эспрессо-машиной — чтобы захватить, а затем высвободить раковые клетки с высокой чистотой», — сказал Tseng.

Учёные успешно применили термореспонсивную систему вместе с анализом мутаций для мониторинга прогрессирования заболевания у пациента с раком лёгких, продемонстрировав практическую ценность устройства.

Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.