Раннее выявление метастатического рака может означать разницу между жизнью и смертью. Чтобы помочь этому, группа исследователей из Мичиганского университета разработала крошечные имплантируемые сетчатые диски, которые действуют как губки. Так называемые «каркасы», сделанные из биоматериала полимолактик-гликолид, собирают раковые клетки, поэтому их можно обнаружить и потенциально устранить.
«Мы знаем, что мы можем получить кровеносные сосуды и иммунные клетки, которые имеют решающее значение для получения раковых клеток, - говорит ведущий автор исследования Самира Азарин. - Мы обнаружили, что когда мы имплантировали скаффолды мышам, опухоль сделал всю работу за нас ».
Метастатический рак, или клетки, которые переместились из места первоначального рака в другое место в организме, приводит к 90% случаев смерти от рака. Ученые искали способ обнаружить эти клетки именно тогда, когда они начали метастазировать, чтобы их можно было лечить на ранней стадии.
Имплантаты - 5-миллиметровые 2-миллиметровые трубки, помещенные под кожу возле лимфатических узлов, - собирают метастатические клетки, имитируя аналогичные среды внутри тела, где собираются клетки. Исследовательская группа ранее использовала их для тканевой инженерии, поэтому они знали, что они являются наилучшей средой для роста клеток. Пробирки можно сканировать с использованием неинвазивного метода детекции, называемого оптической когерентной томографией с обратным спектроскопическим анализом (ISOCT), который показывает раннее присутствие опухолевых клеток.
Команда обнаружила, что обнаружение работает очень хорошо, и что они могут сканировать имплантаты на предмет наноразмерных изменений в накоплении клеток. Но были и дополнительные преимущества. Строительные леса действовали как губки, впитывая метастатические клетки и препятствуя их росту в других частях тела. Согласно отчету, эшафот «уменьшает опухолевую нагрузку в твердых органах в 10 раз».
Азарин говорит, что она и ее коллеги надеялись, что это может произойти, как дополнительная выгода для исследования, но они не были уверены, пока они фактически не начали сканировать леса. «Тот факт, что сам по себе он может быть терапевтическим, является дополнительным бонусом», - говорит она.
Иллюстрированный взгляд на то, как леса привлекают раковые клетки. (Стив Алви, Мичиган Инжиниринг) Они протестировали каркасы на мышах с раком молочной железы, потому что, как и другие подобные раковые заболевания, часто это не первичная опухоль, которая убивает пациента. Он становится смертельным, когда он метастазирует в мозг, кости, печень или легкие.
«Мы хотели взглянуть на тип рака, где выявление и лечение метастазирования было бы наиболее полезным», - говорит Азарин. «Существует много видов рака, где это так, и проблема с метастазированием заключается в том, что они попадают в действительно важные органы. Мы также смотрим на рак яичников и поджелудочной железы ».
Ученые все еще испытывают устройства на мышах, но Азарин говорит, что они работают с хирургическими онкологами, чтобы выяснить, как их лучше всего использовать на людях в будущем.
Сначала, губки, вероятно, будут использоваться пациентами, у которых была удалена опухоль и находятся в стадии ремиссии, чтобы убедиться, что их рак не вернется. В настоящее время многие пациенты не знают, что их рак метастазировал, пока не увидят симптомы, и к тому времени рак часто широко распространялся. Азарин говорит, что в конечном итоге имплантаты могут быть использованы для людей, у которых ранее не было рака, но они находятся в группах высокого риска.
Теперь, когда исследователи знают, что имплантаты могут выявлять метастатический рак у мышей, они ищут, смогут ли они на самом деле удалить раковые клетки из организма. Губки также можно использовать для изучения того, когда метастазируют клетки и как различные среды в организме влияют на этот рост. «Вы мало что можете сделать, чтобы изменить орган, такой как легкое или печень, но с помощью эшафота мы действительно сможем отредактировать сайт», - говорит Азарин.
Имплантат обладает огромным потенциалом, в значительной степени потому, что он прост и легко адаптируется.
«Это материал, одобренный FDA, строительные леса просты в изготовлении, и это недорогая технология», - говорит Азарин. «Что я узнал в этом процессе, так это то, что мы стремимся к чрезмерной инженерии, но иногда лучше всего подходят простые материалы и простые подходы».
