Учёные Южного федерального университета вместе с российскими и зарубежными коллегами разработали устройство для обнаружения раковых клеток в крови, следует из публикации в Microchemical Journal.

Как пояснили в вузе, вторичные опухоли — метастазы — образуются из-за отрыва единичных клеток первичного новообразования и попадания их в другие ткани с потоками крови или лимфы. Такие циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) очень редки: их единицы на миллиарды клеток крови.

«Поэтому „сеть“ для ловли ЦОК должна быть очень селективной именно к злокачественным клеткам и при этом не повреждать их при поимке. Сейчас в клинической практике применяется достаточно редкий и дорогой метод, который требует сложной аппаратуры и квалифицированного персонала — проточная цитометрия, или же МРТ и КТ», — рассказал один из авторов исследования, заместитель директора Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Александр Гуда.

Устройство, созданное специалистами ЮФУ, Красноярского государственного медицинского университета, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН, Красноярского краевого клинического онкологического диспансера и Панджабского университета (Индия), способно найти ЦОК в нескольких миллилитрах крови. Принцип работы нового чипа размером с монету — вылавливание раковых клеток за рецепторы фолиевой кислоты, которых у здоровых клеток значительно меньше.

«Стенки канала выстланы плёнкой на основе природного полимера из панцирей ракообразных (хитозана), на которую посажены молекулы-ловушки. Это фолиевая кислота и синтетические фрагменты ДНК (аптамеры), которые намертво цепляются именно за раковые клетки. Кровь проходит через лабиринт, раковые клетки прилипают к стенкам, а все остальное уходит дальше. В итоге за 20 минут из нескольких миллилитров крови удаётся поймать те самые редкие вестники будущих метастазов, и поймать их живыми. Врач получает возможность следить за болезнью по обычному анализу крови», — объяснил Гуда.

Устройство адаптировали для поиска клеток опухолей молочной железы. Эксперименты показали, что оно позволяет вычислить 80–91 процентов ЦОК и не даёт ложноположительных результатов. При этом более 95 процентов пойманных клеток оставались живыми и неповреждёнными — это важно для дальнейших исследований на молекулярном уровне.

«Для решения той же диагностической задачи применяют целый ряд иммуномагнитных и микрожидкостных решений, однако во многих системах пойманные клетки приходится вручную переносить в отдельный модуль для анализа, и они теряются и повреждаются. Наше решение — более доступное и с экономической, и с технологической точек зрения. Один чип можно напечатать на 3D-принтере примерно за 45 минут, а начинку подобрать под конкретный вид рака», — добавил учёный.

Пока это только первый шаг перед клиническими испытаниями. Сейчас в ЮФУ продолжается разработка новых геометрий микрофлюидных устройств, а в Красноярске занимаются повышением селективности захвата клеток на основе аптамеров.

Работа проводится в рамках проекта ЮФУ «Ускоренное микро- и малотоннажное производство материалов» программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и при поддержке Минздрава и Минобрнауки.

Читайте также: В США сообщили о переломе ситуации в зоне СВО