В Красноярске создали устройство для обнаружения раковых клеток в крови с помощью миниатюрного чипа и ДНК-аптамеров. Журнале Сибирского федерального университета.
Микрофлюидный чип предназначен для улавливания опухолевых клеток, движущихся по нему потоком.
Раннее выявление рака – сложное для медицины задание. Одним из путей решения выступает разработка биосенсоров для диагностики заболевания на ранних стадиях путем обнаружения циркулирующих опухолевых клеток — клеток злокачественной опухоли, которые распространяются по организму через кровь и лимфу, являясь важным звеном метастаза, поскольку способны порождать новые метастазы.
В Красноярском научном центре СО РАН и Красноярском государственном медицинском университете имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого создали микрофлюидный чип с аптамерами, который может использоваться для обнаружения опухолевых клеток в кровотоке. Такое изобретение способно упростить и повысить качество ранней диагностики рака.
Микрофлюидные чипы из двух пластин полиметилметакрилата применяются для обнаружения опухолевых клеток в кровотоке. Материалом обладает прозрачностью, биосовместимостью, простотой модификации и хорошо изучен для массового производства. Внутри устройства реакционная камера в виде змеевидного канала шириной 1,5 миллиметра и длиной около 18 миллиметров. Внутри камеры закреплены аптамеры — маленькие одноцепочечные молекулы ДНК или РНК, которые взаимодействуют с опухолевыми клетками, приводя к их «саживанию» на стенки камеры.
Работа чипа была протестирована на модельной культуре клеток рака молочной железы. Опухолевые клетки стабильно прикреплялись к поверхности, покрытой аптамерами, при скорости потока менее 2 микролитров в минуту. Клетки удерживались прочно и не отрывались от поверхности канала даже при повышении скорости потока до 200 микролитров в минуту. Исследователи считают, что в случае дальнейшего развития устройство может стать важным инструментом для ранней диагностики онкологических заболеваний.
Разработана микрофлюидная оптическая система на основе аптамеров для обнаружения циркулирующих опухолевых клеток. Оптические аптасенсоры обладают простым производством и низкой стоимостью. Для повышения вероятности контакта клеток с поверхностью чипа необходимо уменьшить высоту канала, разработать метод оценки связывания раковых клеток и провести эксперименты на крови онкологических пациентов. Планируется сотрудничество с коллегами из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета. Оптическая тест-система на основе аптамеров может быть использована для диагностики различных опухолей, а в перспективе — создания системы с несколькими зонами для разных видов рака, что позволит проводить дифференцированную диагностику опухолевых заболеваний. рассказывает Кирилл Лукьяненко, Ученый из Лаборатории цифровых управляемых лекарств и тераностики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН».
Источник информации и фотографий — Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук».