Диагностический чип «Лабиринт» разработан в Мичиганском университете

Это далеко не первый способ диагностики рака по циркулирующей крови, или так называемая «жидкостная биопсия».  Новаторской является форма каналов, по которым движется взятая на исследование кровь. Эти каналы формируют лабиринт, по которому "запускаются" образцы крови пациента. Устройство позволяет выделить раковые клетки и отдельный поток для подробного анализа.
Авторы разработки поясняют: раковые клетки, выделенные из образцов крови, имеют важное значение для учёных. Они помогают создавать новые методы лечения и выявлять новые биомаркеры для ранней диагностики заболевания. Методы должны иметь высокую чувствительность и избирательность, поскольку искомых злокачественных клеток в крови содержится ничтожное количество, по сравнению с мириадами доброкачественных.
Особенно сложно отделить от общей массы стволовые раковые клетки. Кроме того, стволовые клетки могут превращаться в обычные, именно в этом заключается опасность рецидива заболевания.
Создать устройство, которое помогло бы медикам выявлять присутствие в крови раковых стволовых клеток, решила профессор Сунита Награт (Sunitha Nagrath) совместно с Сидни Форбсом (Sidney Forbes) и Максом Вича (Max Wicha). Последний, кстати, является одним из основоположников гипотезы о существовании раковых стволовых клеток.
Учёных вдохновил лабиринт Минотавра, известный многим по древнегреческим мифам. В принципе, идея чипов со спиральными каналами не нова, однако новая система имеет принципиальное отличие. Жидкость (образец крови в данном случае) в ней также запускается по спирали, однако её содержимое сортируется по размерам: в разных частях канала "отсеиваются" красные и белые кровяные тельца (на внутренней стороне кривой они отталкиваются от стенки канала, а на внешней стороне они, наоборот, притягиваются в стенке). Стволовые раковые клетки намного больше их и, к тому же, тяжелее, поэтому получается отделить их от остальных клеток.
Правда, на поворотах клетки вновь смешиваются, но, по словам авторов работы, если запустить образец крови в лабиринт повторно, то количество белых кровяных телец (лейкоцитов) сократится в десять раз. Это займёт пять лишних минут, а выиграют исследователи от этого намного больше времени, ведь раковые клетки станет ещё легче обнаружить.

"На выходе" в среднем остаётся от 9 до 50 раковых клеток на сто тысяч лейкоцитов. Цифры на самом деле не такие уж пугающие, поскольку с таким "уровнем загрязнения" современные технологии позволяют работать спокойно, говорят специалисты. В частности, после такого "извилистого отбора" они могут проанализировать отдельные клетки на предмет активности определённых генов и наличия мутаций (что очень важно для выявлении рака на ранних стадиях).
Первые испытания новая система уже прошла: учёные протестировали образцы крови пациентов с раком молочной железы, а также раком поджелудочной железы на поздней стадии. Анализы показали, что "лабиринт на чипе" помогает выявить раковые клетки на разных этапах их развития – как стволовые, так и те, которые уже начали своё превращение.
По словам авторов работы, этот молекулярный анализ позволит в будущем спрогнозировать рост опухоли и, соответственно, разработать более эффективное лечение в каждом конкретном случае.
Более подробно разработка описывается в издании Cell Systems.
Напомним, что ранее российские учёные представили тест-систему, способную распознать сложный для диагностики вид опухолей.