Імплантований біосенсори контролює лікування раку

Відео: Випуск від 22 червня 2016 року

У вас більше шансів виграти битву, якщо ваша розвідка добре працює і повідомляє вам про силах і планах ворога.

Це справедливо і для битви з раком.

Вчені з США презентували унікальний імплантований біосенсори, який імплантується в пухлину і контролює процес лікування, передаючи лікаря цінні відомості про стан пухлини і ефективності хіміотерапії.

Детальніше про новинку можна дізнатися на сторінках журналу Lab on a Chip.

У наш час для контролю лікування раку онкологи використовують дані магнітно-резонансної томографії (МРТ) та інших методів візуалізації, а також аналізи тканин, отриманих при біопсії. Але всі існуючі методики дозволяють побачити стан пухлини лише в певний момент часу, що можна порівняти з єдиним кадром, вирізаним з довгою кіноплівки історії хвороби. А в разі біопсії точність обмежена ще й тим, скільки зразків ви взяли з тієї чи іншої точки, піддавши людини болючою і ризикованою процедурою.

Тепер співробітники Інституту з вивчення раку імені Коха при Массачусетському технологічному інституті (MIT) створили принципово нове імплантуються пристроїв, яке після впровадження в пухлину безперервно зчитує хімічні показники і повідомляє лікаря про всі клінічно значущих змін. На підставі цих даних онкологи можуть своєчасно коригувати схеми лікування і дози лікарських препаратів.

Один з авторів нової технології професор інжинірингу Майкл Цима (Michael Cima) говорить: «Ми хотіли зробити пристрій, який передаватиме всю важливу хімічну інформацію про пухлину. Замість того щоб чекати місяцями наступного сканування або біопсії, ми можемо бачити результати лікування кожен день, змінюючи терапію в правильному напрямку. Значення такого підходу для ефективності лікування раку важко переоцінити ».

Біосенсор відстежує рН і рівень кисню

Біосенсор поки спирається на два основних біомаркери - рН (кислотність) середовища пухлини і концентрація розчиненого кисню. Це цінні індикатори, які можуть розповісти про те, наскільки «добре» себе почуває пухлина і як діє на неї лікування. Коли хіміотерапія починає вбивати ракові клітини, середа пухлини стає більш кислою, і сенсор тут же дасть про це знати.

«Ви можете безперервно спостерігати хімічні зміни в пухлині перед тим, як побачите позитивні зміни на наступній МРТ. Це дуже важливо знати заздалегідь. У деяких випадках терапія може викликати імунну відповідь і запалення, в результаті якого пухлина буде здаватися на знімку більше, хоча насправді терапія працює. І хімічний сенсор скаже вам про це. Відстежуючи концентрацію розчиненого кисню, біосенсори допомагає підібрати правильну дозу препарату, так як пухлини процвітають в середовищі з низьким вмістом кисню », - пояснює професор Цима.

Імплантований біосенсори настільки маленький, що його можна прикріпити на голці для біопсії і з її допомогою ввести в пухлину. Корпус пристрою складається з біосумісного пластика, не токсичного і не викликає алергію. У його резервуарі міститься трохи контрастної речовини для МРТ, а також електроніка, необхідна для збору і оправлення показників по бездротовому зв`язку на зовнішні пристрої.

Випробування проходять успішно

Щоб перевірити безпеку і точність роботи имплантируемого біосенсора, вчені провели випробування на щурах. Досліди показали, що біосенсори здатні безперервно відправляти точні дані про рН і концентрації кисню в тканинах. Тепер вчені планують перевірити надійність роботи сенсорів при тривалому лікуванні - протягом декількох місяців. Якщо все пройде нормально, то можна буде організовувати клінічні випробування на людях.

«Я вважаю, що ці біосенсори можна буде використовувати в клінічній практиці для моніторингу здоров`я пацієнтів протягом багатьох років. Сьогодні тисячі людей по всьому світу живуть завдяки імплантується електроніці - водіям ритму, дефібрилятори. Ми зможемо зробити досить надійні сенсори, які будуть залишатися в тілі роками. Я не думаю, що це велика проблема », - сказав професор.
Хоча спочатку біосенсори розроблявся для онкології, дослідники говорять, що цей пристрій можна застосовувати в інших областях медицини, а також в сільському господарстві, екологічному моніторингу і т.д. Наприклад, можна опускати такі датчики на дно озер і спостерігати зміну рН і концентрації розчиненого кисню у воді.