Исследователи Массачусетского технологического института и Университета Джонса Хопкинса создали портативное устройство, которое позволяет аккуратно извлекать живые клетки из выбранных участков ткани. Технология может помочь раньше выявлять рак яичников и другие онкологические заболевания, а также создавать лечение с учётом особенностей конкретного пациента. О разработке сообщается на сайте Массачусетского технологического института.
Рак яичников часто становится смертельно опасным из-за поздней диагностики. При обнаружении на ранней стадии пятилетняя выживаемость превышает 90 процентов, тогда как при выявлении на третьей или четвёртой стадии она составляет менее половины этого показателя. Около 20 лет назад учёные установили, что многие случаи наиболее распространённого высокозлокачественного серозного рака яичников начинаются в маточных трубах, однако предраковые изменения там могут быть микроскопическими и трудными для обнаружения.
Разработкой руководила профессор MIT Крипа Варанаси. Устройство содержит небольшой микрофлюидный канал, который прижимается к ткани, а шприц проталкивает через него жидкость. Поток создаёт направленное вдоль поверхности ткани усилие и мягко отделяет живые клетки с небольшого участка, не повреждая окружающие структуры.
«Мы хотели собрать живые клетки из определённых областей маточной трубы, сохранив окружающую ткань неповреждённой», — сказала Варанаси, старший автор исследования и профессор механической инженерии имени Махера А. Эльмасри. По её словам, такие клетки можно использовать для диагностики, выращивания органоидов и создания живых моделей заболеваний, а также для проверки реакции клеток конкретного пациента на разные методы лечения.
Обычно удалённые маточные трубы помещают в химический консервант, после чего ткань нарезают на тонкие срезы и изучают под микроскопом. Такой подход сохраняет структуру образца, но клетки погибают и уже не могут расти в культуре. Новая система использует напечатанное на 3D-принтере микрофлюидное устройство: один шприц создаёт вакуумное уплотнение, а второй подаёт жидкость, позволяя контролировать силу воздействия.
В экспериментах клетки, полученные новым способом, чаще оставались жизнеспособными и лучше размножались в культуре, чем клетки, отделённые традиционными методами. Устройство испытали на свежих образцах человеческих маточных труб и смогли вырастить из собранных клеток органоиды. Исследователи также установили, что интенсивность воздействия можно менять для получения разных типов клеток: например, клетки рака простаты отделялись при нагрузке в 1 паскаль, а для клеток рака костей требовалось до 5 паскалей.
На первом этапе учёные планируют применять технологию к тканям, уже удалённым из организма, поскольку такой путь проще с точки зрения регуляторного одобрения. В дальнейшем они рассчитывают использовать устройство для взятия образцов непосредственно у пациентов, чтобы облегчить обследование и ускорить выявление рака. Проект получил поддержку фонда Break Through Cancer.