EN NY BæRBAR ENHET KAN OPPDAGE KREFT MED MER PRESISJON

Forskere fra University of Michigan har utviklet og tester nå en innretning de kaller "innbegrepet av presisjonsmedisin" som oppdager kreft i blod som sirkulerer.

Nylig innsats for å utvikle en bærbar enhet som kan oppdage kreft i blodet viser løfte.

"Ingen vil ha en biopsi," sier Dr. Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, professor i brystkreftforskning ved University of Michigan Rogel Cancer Center i Ann Arbor.

Biopsier er invasive og kan være ubehagelige, men de er for tiden den mest nøyaktige metoden for å bestemme om en person har kreft eller ikke.

Men, foreslår Dr. Hayes, "Hvis vi kunne få nok kreftceller fra blodet, kunne vi bruke dem til å lære om tumorbiologien og direkte omsorg for pasientene."

Dr. Hayes og teamet hans har nylig utviklet en bærbar enhet som kan "filtrere" sirkulerende blod for kreftceller som - hvis den består alle testene - kan erstatte flytende biopsier der helsepersonell tar blod- eller urinprøver fra enkeltpersoner for å lete etter markører for kreft.

Krefttumorer frigjør celler i blodet, noe som betyr at, i teorien i det minste, ved å ta en blodprøve og analysere den, bør en spesialist kunne oppdage tilstedeværelsen av kreft.

Dette er lettere sagt enn gjort, siden blodprøver, selv hos mennesker som har ondartede svulster, ikke kan avsløre mye eller noe i det hele tatt, ettersom kreftceller deres svulster frigjøres i blodet sirkulerer raskt og kanskje ikke dukker opp i en enkelt blodprøve.

Dr. Hayes og hans kollegaer fra University of Michigan, ansporet av denne komplikasjonen, har kommet med en enhet som kan gjøre alt arbeidet med testing av flytende biopsi, men ved å "skanne" blodet etter kreftceller.

Foreløpig har teamet testet denne enheten hos hunder og rapporterer funnene i journalen Naturkommunikasjon.

Utfordringer med å nå et effektivt design

Forskerne forklarer at selv om de fleste kreftceller som havner i blodet ikke overlever lenge, kan de som overlever havne i forskjellige deler av kroppen og danne en ny, metastatisk svulst.

Den bærbare enheten er omtrent 2 x 2,75 x 1 tomme.
Bildekreditt: Tae Hyun Kim, Ph.D.

Av denne grunn er det viktig å oppdage tilstedeværelsen av kreft så snart som mulig og målrette den med tilstrekkelig behandling, slik at den ikke sprer seg og gjør ytterligere skade.

Da de bestemte seg for å prøve å utvikle en bærbar enhet for screening av kreftceller i blodet, sto Dr. Hayes og kolleger overfor en rekke hindringer de måtte omgå.

For det første er enheten omtrent 2 x 2,75 x 1 tomme i størrelse, men den må passe all teknologien for blodscreening og analyse som vanligvis tilsvarer maskiner så høye som et skrivebord. Deretter måtte de finne måter å gjøre denne bærbare enheten effektiv og trygg.

"De mest utfordrende delene var å integrere alle komponentene i en enkelt enhet og deretter sørge for at blodet ikke koagulerte, at cellene ikke tilstoppet brikken, og at hele enheten er helt steril," forklarer studiens første forfatter , Tae Hyun Kim, Ph.D.

Teamet kom med noen kreative løsninger for alle disse problemene. For det første fant de en måte å blande blodet som løper gjennom enheten med et antikoagulasjonsmiddel (anti-blodkoagulasjonsmiddel) - heparin. Så kom de på en måte å sørge for at enheten forble steril uten å påvirke antistoffene på brikken som hjelper til med å identifisere kreftcellene.

Når det gjelder brikken som ligger i kjernen av denne enheten, forklarer forskerne at den bruker grafenoksid for å lage en "filtrerings" -mekanisme som er tippet med antistoffer som er i stand til å fange over 80 prosent av kreftcellene som er tilstede i blodet.

'Innbegrepet av presisjonsmedisin'

For å teste denne enheten, jobbet forskerne med sunne hunder som de injiserte med humane kreftceller. Teamet forsikrer om at denne behandlingen ikke har noen langsiktig effekt på dyrene hvis immunsystem kvitter seg med de fremmede cellene innen få timer etter injeksjonen.

I eksperimentet ga etterforskerne hundene milde beroligende midler de første timene etter kreftcelleinjeksjonene, og deretter monterte de screeninginnretningene.

I tillegg samlet teamet blodprøver fra hvert dyr hvert 20. minutt, og screenet disse for kreftceller separat ved hjelp av sjetonger med samme design som de satte inn i de eksperimentelle enhetene.

Forskerne fant at den bærbare enheten identifiserte og samlet 3,5 ganger flere kreftceller per milliliter blod enn den samme brikken gjorde da de “skannet” blodprøver in vitro.

"Det er forskjellen mellom å ha et sikkerhetskamera som tar et øyeblikksbilde av en dør hvert femte minutt eller tar en video. Hvis en inntrenger kommer inn mellom øyeblikksbildene, vil du ikke vite om det, sier studieforfatter Sunitha Nagrath, Ph.D.

I fremtidige studier har forskerne som mål å perfeksjonere den bærbare enheten ved å øke blodbehandlingshastigheten. For å teste det videre, i en mer realistisk sammenheng, planlegger etterforskerne å bruke det på hunder som allerede har kreft.

Mens den nye enheten så langt har vist mye løfte, mener Dr. Hayes at det fortsatt er en stund å gå til den blir tilgjengelig for mennesker. Han anslår at teamet kan være i stand til å gjennomføre kliniske studier på menneskelige deltagere innen 3 til 5 år.