Новая миниатюрная диагностическая платформа с использованием технологии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) способна обнаруживать мельчайшие клеточные частицы, известные как микровезикулы, в капле крови. Микровезикулы, выделяемые раковыми клетками, даже более многочисленны, чем микровезикулы, выделяемые нормальными клетками, поэтому их обнаружение может оказаться простым средством диагностики рака.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine, исследователи из Центра системной биологии (CSB) Массачусетской больницы общего профиля (MGH) демонстрируют, что микровезикулы, выделяемые клетками рака мозга, могут быть надежно обнаружены в крови человека с помощью комбинации нанотехнологий и их нового метода ЯМР. устройство.
"Около 30-40 лет назад люди заметили в кровотоке что-то, что они изначально думали, что это какой-то мусор или «клеточная пыль»,"объясняет Хако Ли, доктор философии CSB и соавтор исследования, вместе с Ральфом Вайследером, доктором медицины, директором CSB. "Но недавно стало очевидно, что эти везикулы, выделяемые клетками, на самом деле содержат те же биомаркеры, что и их родительские клетки."
Циркулирующие опухолевые клетки (ЦКО) считаются потенциальным ключом к улучшению диагностики рака, но Ли объясняет, "Проблема с ЦОК заключается в том, что они крайне редки, поэтому их обнаружение в крови похоже на попытку найти иголку в стоге сена." С другой стороны, микровезикулы распространены в кровотоке и, в отличие от ЦОК, достаточно малы, чтобы пересечь гематоэнцефалический барьер, а это означает, что их можно использовать для обнаружения и мониторинга рака мозга, добавляет он.
Мультиформная глиобластома (ГБМ) является наиболее распространенным и наиболее агрессивным раком головного мозга у людей. К моменту постановки диагноза пациенту обычно остается жить менее 15 месяцев. Одна из самых больших проблем с этим состоянием – точный мониторинг заболевания, чтобы установить, реагируют ли пациенты на лечение. В настоящее время единственный способ диагностировать и контролировать ГБМ – это биопсия и визуализирующие исследования, что делает долгосрочный мониторинг лечения трудным, инвазивным и непрактичным. Чтобы удовлетворить эту потребность, команда CSB стремилась разработать простой анализ крови, который можно было бы использовать для легкого отслеживания прогрессирования заболевания.
"Однако проблема с микровезикулами заключается в том, что они очень малы, поэтому не так много технологий, которые могут их обнаружить и молекулярно профилировать," объясняет Ли. "Вот тут-то и пригодятся наши новые технологии." Используя нанотехнологии для магнитной маркировки микровезикул, а также адаптируя и улучшив оборудование, которое они разработали в прошлом году для обнаружения раковых клеток с помощью миниатюрного ручного ЯМР, исследователи MGH смогли надежно обнаружить микровезикулы опухоли в образцах крови мышей, несущих человеческий GBM. опухоли и, в конечном итоге, в образцах от пациентов с ГБМ.
По сравнению с другими стандартными методами эта новая технология продемонстрировала превосходную точность обнаружения. Однако, в отличие от других методов, которые могут занимать много времени и требовать гораздо больших объемов образцов, а также опыта для выполнения, обнаружение ЯМР является быстрым и простым, потенциально обеспечивая почти мгновенные результаты по небольшому образцу крови прямо в кабинете врача, авторы авторов. Примечание. Команда MGH CSB в настоящее время расширяет эту платформу на другие типы рака и другие заболевания, такие как бактериальная инфекция. Ряд клинических исследований в настоящее время продолжаются, а другие находятся на стадии планирования с целью в конечном итоге коммерциализации технологии.
"Было обнаружено, что эти микровезикулы являются чрезвычайно надежными биомаркерами," подтверждает Вайследер. "Они очень стабильны и многочисленны и, по-видимому, чрезвычайно чувствительны к лечебным эффектам. Как у животных, так и у людей, мы смогли отслеживать, как количество микровезикул, связанных с раком, в кровотоке изменялось при лечении," объясняет Вайследер. "Еще до того, как при визуализации можно было увидеть заметное изменение размера опухоли, мы увидели меньше микровезикул. Как будто они предвестники реакции на лечение." Вайследер – профессор радиологии, а Ли – доцент Гарвардской медицинской школы.