Американские физики построили микрофлюидное устройство, которое целенаправленно отбирает из крови скопления раковых клеток с эффективностью на уровне 70 процентов.

По словам ученых, новое устройство позволит разобраться в механизме образования метастазов и поможет разработать лекарство, предотвращающее этот процесс. Статья опубликована в AIP Advances.

Около 90 процентов случаев смерти от рака связывают с развитием метастазов, то есть распространением раковых опухолей на новые органы. В основном образование метастазов связано с небольшими скоплениями раковых клеток, которые отрываются от существующих опухолей и перемещаются в новые органы вместе с кровью. Если бы врачи умели отлавливать и уничтожать такие сгустки, это бы замедлило процесс метастазирования и, возможно, спасло бы много жизней. К сожалению, свойства таких сгустков изучены плохо. Это затрудняет разработку фильтрующих устройств.

Прежде чем исследовать сгустки раковых клеток, их сначала нужно изолировать и выделить из крови. Проблема в том, что сделать это на практике очень сложно: большинство методов извлечения раковых клеток требуют предварительной обработки образца, разрушающей значительную часть нужных клеток. Более того, все такие методы могут работать только с небольшими объемами (порядка одного-двух миллилитров) и слабыми потоками жидкости (менее 20 микролитров в минуту). Поэтому для сбора большого количества раковых клеток требуется ждать довольно много времени. Это не только усложняет исследования раковых клеток, но и влияет на свойства клеток, долго дожидавшихся эксперимента. Создавать фильтрующее устройство для очистки крови на основе таких методов также бессмысленно.

Поэтому группа ученых под руководством Питера Терьете (Peter Teriete) разработала микрофлюидный прибор, который почти на порядок увеличивает скорость выделения сгустков раковых клеток из крови.

NanoNewsNet

AIP Advances.

Схематическое изображение процесса уничтожения раковых

клеток при помощи облучения золотых нанотрубок лазерным излучением ближней ИК-области

Согласно последней работе ученых из Великобритании, нанотрубкииз золота  могут использоваться для эффективного фототермального уничтожения раковых клеток. Трубки, являющиеся по сути наночастицами золота с трубчатой структурой, также могут использоваться в качестве инструмента для доставки лекарственных средств или в роли нанозондов для медицинской визуализации пораженных областей с высоким разрешением.

Все живые клетки, в том числе раковые, могут быть уничтожены при помощи нагревания. В то время как некоторые раковые клетки могут быть устойчивы к химиотерапии, все они разрушаются при воздействии тепла, необходимо лишь обеспечить достаточно высокую температуру. Радиочастотная абляция и сфокусированное ультразвуковое излучение высокой интенсивности уже используются для удаления опухолей. В своей последней работе группа ученых из University of Leeds (Великобритания) также обнаружила, что в качестве альтернативы можно использовать фототермальное уничтожение клеток, в рамках которого задействуются золотые нанотрубки, облучаемые лазерным излучением из ближней инфракрасной области. Важно, что опубликованная работа – первый случай, когда поглощение света из ближней ИК-области золотыми наноструктурами применяется в биомедицине.

В опубликованной в журнале Advanced Functional Materials работе ученые отмечают, что им удалось контролировать длину золотых нанотрубок при их производстве. Таким образом, они производили наноструктуры, чьи размеры обеспечивают оптимальное поглощение света в ближней ИК области спектра электромагнитного излучения. Надо отметить, что этот диапазон имеет важное значение для биомедицины, поскольку биологические ткани хорошо поглощают подобное излучение. В результате при помощи одного импульса лазерного луча ученым удалось быстро увеличить температуру в непосредственной близости от нанотрубок (в процессе нагревались и сами нанотрубки), что позволило быстро и достаточно эффективно разрушить раковые клетки. Поскольку излучение из ближнего ИК-диапазона проникает в ткани на несколько сантиметров, при помощи такого теплового эффекта могут удаляться многие виды опухолей. Читать запись полностью »

                                    Новое изобретение израильских и американских ученых способно диагностировать рак    легких по выдыхаемому воздуху на раннем этапе заболевания.  Устройство со   встроенным наночипом, анализирующее выдыхаемый воздух, выявляет наличие   опухолей легкого, их подтипы и стадии развития. Фото предоставлено Тель-Авивским университетом.

Как отмечают специалисты, точность поставленного диагноза весьма высока и позволяет начать лечение еще до того, как станет поздно.

Похожий на алкотестер прибор со встроенным наночипом «NaNose» анализирует выдыхаемый человеком воздух, идентифицируя вид опухоли и стадию ее развития. Данные разработки были представлены на последней конференции Американского общества клинической онкологии (ASCO), прошедшей в Чикаго, говорится в заметке, опубликованной на сайте medportal.ru. Читать запись полностью »

Возможности применения магнитных наночастиц для лечения раковых заболеваний исследуются уже примерно 10 лет. Сущность метода заключается в доставлении магнитных наночастиц к раковой клетке и включении высокочастотного магнитного поля. Под влиянием магнитного поля наночастицы разрывают мембраны раковых клеток, проделывают в них дыры и, тем самым, уничтожают их. Есть большое количество работ, в которых сообщается, что раковые клетки погибают при определенной температуре, которая возникает в клетках за счет взаимодействия магнитных наночастиц  с магнитным полем.

При применении этого метода необходимо решить ряд проблем. Известно, что одной из основных проблем онкологии является создание эффективных маркеров, способных распознавать раковые клетки среди здоровых с тем, чтобы впоследствии разрушать их, не причиняя вреда здоровым клеткам.

Целью данного проекта является получение комплекса магнитных наночастиц с маркером раковых клеток с дальнейшей доставкой наночастиц к раковым клеткам и уничтожения последних с помощью высокочастотного магнитного поля. Читать запись полностью »