Ученые нашли способ получать живые клетки из подозрительных участков ткани для раннего выявления рака

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Джонса Хопкинса разработали небольшое устройство, способное извлекать живые клетки из точно определенных участков ткани. В будущем технология может помочь раньше выявлять рак яичников, изучать развитие опухолей и подбирать лечение с учетом особенностей конкретного пациента.

Результаты исследования опубликованы в журнале Device.

Одной из главных проблем при раке яичников остается поздняя диагностика. Если заболевание обнаруживают на ранней стадии, пятилетняя выживаемость может превышать 90%. При выявлении на III или IV стадии этот показатель составляет менее половины.

Около 20 лет назад ученые установили, что многие случаи высокозлокачественного серозного рака яичников — наиболее распространенного типа этого заболевания — начинаются в маточных трубах. Однако обнаружить ранние патологические изменения там сложно: предраковые очаги могут быть микроскопическими, а получить из них материал для исследования непросто.

Новое устройство разработала группа профессора машиностроения MIT Крипы Варанаси совместно с коллегами из Университета Джонса Хопкинса. Оно представляет собой напечатанный на 3D-принтере микрофлюидный прибор, который устанавливается непосредственно на поверхность ткани.

Устройство создает герметичный контакт с тканью с помощью вакуума, после чего через небольшой канал пропускается жидкость. Поток создает направленное механическое воздействие на поверхность и позволяет мягко отделить живые клетки с небольшого участка ткани, не повреждая окружающие области.

Исследователи испытали технологию на удаленных маточных трубах человека. Полученные клетки оставались жизнеспособными и значительно лучше размножались в лабораторной культуре по сравнению с клетками, извлеченными традиционными методами. Ученым также удалось выращивать из них органоиды — трехмерные клеточные модели, которые можно использовать для изучения заболеваний и тестирования лекарств.

Обычная патоморфологическая диагностика устроена иначе. После удаления ткани ее помещают в консервирующий раствор, затем нарезают на тонкие срезы и исследуют под микроскопом. Такой процесс позволяет оценить структуру клеток, но сами клетки уже не остаются живыми и их невозможно использовать для выращивания культур.

По мнению авторов, возможность сначала определить подозрительный участок, а затем получить из него живые клетки может существенно расширить возможности исследований. Например, такие клетки можно использовать для изучения самых ранних изменений, связанных с развитием опухоли, создания органоидов и проверки реакции опухолевых клеток на различные препараты.

Исследователи обнаружили, что силу воздействия жидкости можно регулировать в зависимости от типа клеток. Поэтому, по их мнению, технология потенциально применима не только к раку яичников, но и к другим опухолям.

На первом этапе ученые планируют использовать устройство для исследования уже удаленных тканей — такой подход, по их словам, будет проще с точки зрения последующего медицинского регулирования. В дальнейшем они надеются адаптировать технологию для забора клеток непосредственно из организма, что потенциально может открыть новые возможности для ранней диагностики.