Рак является одной из ведущих причин смерти во всем мире, и было обнаружено, что он имеет значительно более высокий уровень выживаемости при диагностике на ранних стадиях, до метастазирования. Во время метастазирования вторичный рост инициируется циркулирующими опухолевыми клетками (CTCs), которые выделяются из первичной опухоли в кровоток для распространения рака.
Команда инженеров-исследователей из Нью-Йоркского Университета в Абу-Даби во главе с доцентом NYUAD по механике и биомедицинской инженерии Мохаммедом А. Касайме разработала микрофлюидную платформу, которая совместима с самыми современными процедурами атомно-силовой микроскопии (АСМ).
Разработанная платформа используется для сбора CTCs из образцов крови пациентов с раком предстательной железы, после чего проводится АСМ механическая характеристика CTCs на наноуровне в поисках новых метастатических механо-биомаркеров.
Хотя общий жизненный цикл CTCs несколько признан, продолжительность жизни и взаимодействия CTCs, циркулирующих в кровотоке, до сих пор неизвестны. КТК очень редки и их трудно выделить на фоне миллиардов здоровых клеток крови, поэтому их биологические и механические фенотипы еще предстоит изучить.
Разработанный новый инструмент позволяет выделить и охарактеризовать КТК и, таким образом, обладает потенциалом, способствующим раннему выявлению рака. Он также может быть использован в качестве инструмента для более эффективного отслеживания и мониторинга прогрессирования рака и метастазирования.
В статье под названием AFM-совместимая микрофлюидная платформа для аффинного захвата и наномеханической характеристики циркулирующих опухолевых клеток, опубликованной в журнале Microsystems and Nanoengineering, исследователи представили разработанную ими микрофлюидную технологию для отделения CTC от образцов крови для дальнейшего анализа. CTCs были выделены из других клеток крови, отмечая различия в их сродстве к различным моноклональным антителам. Разработанный инструмент представляет собой комбинированную микрожидкостную АСМ-платформу, на которой можно проводить АСМ-анализы для исследования эластичности и адгезионных свойств захваченных раковых клеток СТС.
КТК представляют собой биомаркеры для выявления, диагностики и прогноза рака. Поскольку CTCs распространяются через кровоток, используя их обнаруженные характеристики, они могут быть удалены с помощью процедуры жидкой биопсии. Изолированные CTCs могут потенциально использоваться для тестирования на наркотики и молекулярного профилирования для точной терапии рака. Гораздо менее инвазивные методы, чем традиционная биопсия ткани, процедуры жидкой биопсии могут заменить традиционные биопсии ткани в ближайшем будущем и будут проводиться в местных клиниках или аптеках.
«Мы ожидаем, что эта платформа может стать потенциально очень мощным инструментом для диагностики и прогнозирования рака путем выявления механических и биологических фенотипов СТС на уровне отдельных клеток», — сказал Мохаммад А. Касайме.
«С небольшими изменениями платформа также может быть адаптирована к другим видам рака, включая рак молочной железы и легких», — сказал Мухаммедин Делиорман, первый автор исследования и инженер-исследователь в NYUAD.
Авторы надеются, что с помощью разработанного инструмента наномеханические свойства захваченных CTCs могут помочь в будущем выявить фенотипы агрессивных раковых CTCs для разработки более эффективных методов лечения.
