Туморните клетки, които разпространяват рак чрез кръвния поток, се сблъскват с нов враг: лазерен лъч, насочен от външната страна на кожата, който открива и убива тези метастатични малки демони на място. В изследване, публикувано на 12.06.2019 г. в Science Translational Medicine, изследователите разкриха, че тяхната система засича точно тези клетки при 27 от 28 души с рак с чувствителност, която е около 1000 пъти по-добра от сегашната технология. Само по себе си това е постижение, но колосалният пробив на екипа е, че успява да убие висок процент от клетките, разпространяващи рак, в реално време, докато те препускат по вените на участниците. Ако се развие по-нататък, инструментът може да даде на лекарите безвреден, неинвазивен и задълбочен начин за
засичане и унищожаване
на такива клетки, преди те да образуват нови тумори в тялото. „Тази технология има потенциал да инхибира значително развитието на метастазите“, казва Владимир Жаров, директор на центъра по наномедицина в Университета на Арканзас за медицински науки, ръководител на изследването. Разпространението на рак или метастаза е основната причина за смърт, свързана с рака. Ракът се разпространява, когато клетките от първичните тумори се отделят и пътуват през кръвния поток и лимфната система, като се установяват в нови области на тялото и образуват вторични тумори. Убиването на циркулиращи туморни клетки (КТК) в кръвообращението, преди те да имат шанс да се установят, може да помогне за предотвратяване на метастази и спасяване на човешки животи. Дори възможността да се преброят КТК може да помогне на лекарите да установят по-прецизно диагностициране и лечение на метастатичен рак – нещо, което нито едно устройство не е успяло да направи ефективно досега.
Жаров и екипът му тестват системата си при хора с меланом или рак на кожата. Лазерът, насочен към вена,
изпраща енергия в кръвния поток, създавайки топлина.
КТК на меланома поглъщат повече от тази енергия, отколкото нормалните клетки, което ги кара да се нагряват бързо и да се разширяват. Това термично разширение произвежда звукови вълни, известни като фотоакустичен ефект, и може да бъде записано с малък ултразвуков преобразовател, поставен върху кожата близо до лазера. Записите показват кога КТК преминава в кръвния поток. Същият лазер може да се използва и за унищожаване на КТК в реално време. Топлината от лазера причинява образуване на мехурчета на парата върху туморните клетки. Мехурчетата се разширяват и срутват, взаимодействат с клетката и механично я унищожават. Целта на публикуваното изследване е да се провери прецизността на устройството при откриване на КТК. Но дори лазерът да е в нискоенергиен диагностичен режим, той убива значителен брой КТК при шест пациенти. „При един пациент унищожихме 96% от туморните клетки”, които пресичаха лазерния лъч, казва Жаров. Жаров изобретява технологията преди повече от десетилетие, а оттогава я е тествал при животни и е
демонстрирал нейната безопасност
пред Американската администрация по храните и лекарствата (FDA), чието одобрение е било необходимо, преди да продължи с клиничното изпитване. Според Жаров това устройство е първата неинвазивна диагностика на КТК, която трябва да бъде демонстрирана при хората. Предложени са най-малко сто други устройства, предназначени за мониторинг на КТК. Тези системи обикновено включват изтегляне на кръв от вена и анализирането й извън тялото. Само едно такова устройство е получило одобрение от FDA: машина, наречена CellSearch, която е с размер на фурна. Тя обработва малки проби от кръв, като осигурява само моментна снимка на КТК, които могат да присъстват в целия кръвен поток. Следователно този вид диагностика не се използва широко при стандартните терапии за рак. Изследователи от Университета в Мичиган съобщиха, че са постигнали напредък в това отношение. Сложено на китката устройство изпомпва кръв от тялото, улавя КТК и след това изпомпва почистената кръв обратно в тялото. И все пак в едно проучване при кучета устройството обработва само няколко супени лъжици кръв на животните в продължение на два до три часа. Устройството на Жаров може да
изследва литър кръв за около час
без кръвта да напуска тялото. Чувствителността му е около хиляда пъти по-голяма от тази на CellSearch, съобщават изследователите. Сега Жаров и колегите му тестват устройството върху по-голяма човешка популация и го комбинират с конвенционалните терапии за рак, за да видят ефектите върху метастазите. Фотоакустичният ефект между другото е описан за първи път от Александър Греъм Бел през 1880 г., когато той предава вокални сигнали в едно изобретение, наречено фотофон. Екипът на Жаров нарече устройството им цитофон.
