Чип для раннего обнаружения метастазов разработали в Красноярске

Сотрудники центра с коллегами из Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого разработали микрофлюидный чип на основе аптамеров, который в перспективе может использоваться для обнаружения циркулирующих опухолевых клеток. Это изобретение может упростить и улучшить раннюю диагностику рака.

Микрофлюидные чипы традиционно используются для сортировки и отбора здоровых клеток при ЭКО. Однако учёные из Красноярска решили применить этот подход для обнаружения опухолевых клеток в кровотоке. Они разработали чип из двух пластин термопластика полиметилметакрилата. Этот материал обладает прозрачностью, биосовместимостью и простотой модификации, а также хорошо изучен для возможности массового производства.

Внутри устройства имеется реакционная камера в виде змеевидного канала шириной 1,5 миллиметра и длиной около 18 миллиметров. В камере закреплены аптамеры — небольшие одноцепочечные молекулы ДНК или РНК, или, как их часто называют, «синтетические антитела». Чип работает так: опухолевые клетки попадают в реакционную камеру, где они взаимодействуют с аптамерами и «садятся» на стенки камеры.

Работу чипа протестировали на модельной культуре клеток рака молочной железы. Опухолевые клетки начинали стабильно прикрепляться к поверхности, покрытой аптамерами при скорости потока менее 2 микролитров в минуту. Они удерживались достаточно 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.

«Мы разработали микрофлюидную оптическую систему на основе аптамеров, которая может быть использована для обнаружения циркулирующих опухолевых клеток. К плюсам оптических аптасенсоров относится упрощенная технология производства и низкая стоимость. В перспективе надо уменьшить высоту канала для увеличения вероятности контакта клеток с поверхностью чипа, разработать метод оценки эффективности связывания раковых клеток и провести эксперименты на образцах крови онкологических пациентов для выявления в них циркулирующих опухолевых клеток. Эти работы планируем проводить в том числе в сотрудничестве с нашими коллегами из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета», — рассказал Кирилл Лукьяненко, научный сотрудник Лаборатории цифровых управляемых лекарств и тераностики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН».

По словам ученого, разработанная оптическая тест-система на основе аптамеров поможет при диагностике различных видов опухолей, не ограничиваясь раком молочной железы. В перспективе возможно создание системы с несколькими зонами, в которых будут размещены аптамеры для разных видов рака.

«Таким образом, будет достигнута дифференцированная диагностика опухолевых заболеваний», — заключил Кирилл Лукьяненко.

Результаты исследования опубликованы в Журнале Сибирского федерального университета.