Магнитная ловушка для раковых клеток⁠⁠

Раковые клетки (синим цветом), циркулирующие в кровотоке. Credit: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute, NIH

Общеизвестно: чтобы вылечить болезнь, надо сначала ее диагностировать, хотя есть и более продвинутые подходы, такие как тераностика, когда диагностический и лечебный агент объединены «в одном флаконе». В любом случае для ранней диагностики онкологических заболеваний нужно знать молекулярные маркеры той или иной патологии, в роли которых может выступать циркулирующая в крови ДНК клеток опухоли. Много полезной информации могут дать сами раковые клетки, путешествующие по кровотоку, – потенциальные родоначальники метастазных очагов. Но таких клеток обычно очень мало, и в том объеме крови, который можно безопасно взять на анализ, их может вовсе не оказаться

Информация о наличии, количестве и молекулярно-генетических характеристиках раковых клеток, циркулирующих в кровеносной системе, очень важна. Она помогает не только выявить болезнь на ранней стадии, но и отследить начало рецидива, оценить реакцию опухоли на лечение, выявить мутации, обеспечивающие раковым клеткам устойчивость к той или иной терапии. Но делать подобные заключения можно лишь на достаточном количестве клеточного «материала».

Ученые из Стэнфордского университета (США) создали новую технологию, позволяющую выделять из кровотока единичные раковые клетки с помощью магнита. Для этого пациенту сначала нужно сделать инъекцию наночастиц, содержащих антитела к молекуле-маркеру эпителиальных опухолевых клеток и магнитные частицы. Эти наночастицы свяжутся с раковыми клетками. Сама магнитная ловушка, «проволочка» длиной около мизинца и толщиной с канцелярскую скрепку, вводится в вену через обычный катетер. Комплексы клеток с наночастицами притягиваются к магниту, который через какое-то время извлекают из вены, и «пойманные» клетки исследуются.

Сама идея с магнитом не нова. Например, американская система CellSearch® основана на иммуномагнитном обогащении клеток в образце крови и последующем их анализе с помощью иммунофлуоресценции. Преимущества новой разработки в том, что она не требует дополнительного оборудования, а концентрируя клетки непосредственно в вене пациента, позволяет их в дальнейшем исследовать любыми способами.

Ученые опробовали новую методику на свиньях, установив устройство в вене возле уха животного, которая по размеру сходна с венами человеческой руки. Им удалось «поймать» в 10-80 раз больше опухолевых клеток, чем можно обнаружить в 5 мл крови обычным способом, и в 500-5000 раз больше, чем с помощью системы Gilupi CellCollector немецкой фирмы GILUPI GmbH, где немагнитная «проволока» покрыта специальными полимерами, с которыми связываются антитела, входящие в состав наночастиц.

Сейчас ученые оптимизируют технологию для использования на людях. В частности, они проводят на мышах исследования токсичности наночастиц: нужно убедиться, что они не приносят организму вреда, а несвязавшиеся наночастицы быстро деградируют.

Пока метод позиционируется как инструмент для обнаружения именно раковых клеток, но его область применения может быть значительно шире. К примеру, его можно применять для диагностики разных заболеваний, таких как бактериальные инфекции, для которых известны циркулирующие в крови маркеры. Да и в рамках диагностики онкологических заболеваний есть варианты: можно нацелить наночастицы на микроРНК или циркулирующие нуклеиновые кислоты клеток опухоли, определяемые по характерным мутациям. Возможно и не диагностическое, а, скорее, терапевтическое использование технологии: если устройство оставить в организме на достаточно долгое время, оно будет захватывать раковые клетки и не позволять им распространяться по организму.

Фото: https://www.flickr.com