Рак является основной причиной заболеваний и смерти в Австралии, ежегодно диагностируется у более чем 150 000 австралийцев. Пациентам с подозрением на рак, особенно в таких органах, как печень, толстая кишка или почки, часто требуется операция для постановки окончательного диагноза.
Профессор Маджид Варкиани из Школы биомедицинской инженерии UTS сказал, что биопсия может вызвать дискомфорт у пациентов, а также увеличить риск осложнений из-за операции и более высоких затрат, но точный диагноз рака жизненно важен для эффективного лечения.
«Лечение рака путем оценки опухолевых клеток в образцах крови гораздо менее инвазивно, чем взятие биопсии тканей. Это позволяет врачам проводить повторные тесты и отслеживать реакцию пациента на лечение», — сказал он.
Статическое капельное микрофлюидное устройство способно быстро обнаруживать циркулирующие опухолевые клетки, которые отделились от первичной опухоли и попали в кровоток. Устройство использует уникальную метаболическую сигнатуру рака, чтобы отличать опухолевые клетки от нормальных клеток крови.
Исследование «Быстрый метаболомный скрининг раковых клеток с помощью высокопроизводительной статической капельной микрофлюидики» было опубликовано в журнале «Биосенсоры и биоэлектроника».
«В 1920-х годах Отто Варбург обнаружил, что раковые клетки потребляют много глюкозы и поэтому вырабатывают больше лактата. Наше устройство отслеживает отдельные клетки на предмет повышенного содержания лактата с помощью чувствительных к рН флуоресцентных красителей, которые обнаруживают подкисление вокруг клеток», — сказал профессор Варкиани.
Одна опухолевая клетка может существовать среди миллиардов клеток крови всего в одном миллилитре крови, что очень затрудняет ее поиск. Новая технология обнаружения имеет 38 400 камер, способных выделять и классифицировать количество метаболически активных опухолевых клеток.
Как только опухолевые клетки идентифицированы с помощью устройства, они могут быть подвергнуты генетическому и молекулярному анализу, который может помочь в диагностике и классификации рака и разработать персонализированные планы лечения.
Циркулирующие опухолевые клетки также являются предшественниками метастазирования, когда рак мигрирует в отдаленные органы, что является причиной 90% смертей, связанных с раком. Изучение этих клеток может дать представление о биологии метастазирования рака, что может послужить основой для разработки новых методов лечения.
Существующие технологии жидкостной биопсии отнимают много времени, дороги и требуют квалифицированных операторов, что ограничивает их применение в клинических условиях. Эта новая технология предназначена для интеграции в исследовательские и клинические лаборатории без использования высококлассного оборудования и обученных операторов. Это позволит врачам диагностировать и контролировать онкологических пациентов практичным и экономически эффективным способом.