Dodano: 17 czerwiec 2019r.

Laser, który wykrywa i niszczy komórki nowotworowe we krwi

Zespół naukowców z University of Arkansas opracował nowy laser, dzięki któremu można znaleźć i zniszczyć komórki nowotworowe we krwi. Stosowanie lasera jest bezinwazyjne i odbywa się nawet bez jednego nacięcia skóry.

Nowotwór

 

Cytofon, bo tak została nazwana technologia, wykorzystuje impulsy światła. Zasada działania polega na zlokalizowaniu i zniszczeniu komórek nowotworowych, zanim te wejdą w fazę metastazy, czyli rozprzestrzeniania się po organizmie. Komórki nowotworowe naświetlane laserem pochłaniają znaczne ilości ciepła, co powoduje ich rozszerzanie się i w konsekwencji ulegają zniszczeniu.

Choć jeszcze daleka droga do szerokiego stosowanie tej metody, naukowcy przekonują, że Cytofon jest nieporównanie bardziej czuły od obecnie wykorzystywanych metod wykrywania komórek nowotworowych we krwi. Rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Science Translational Medicine”.

 

Badaniami kierował Władimir Zharow - dyrektor centrum nanomedycyny na University of Arkansas for Medical Science. Przed laty wraz ze swoim zespołem wpadł na pomysł nieinwazyjnej metody badania większych ilości krwi pod kątem obecności nowotworów i do tego z większą czułością. Metoda została przetestowana w laboratorium, na zwierzętach, a ostatnio uczeni wprowadzili ją do badań klinicznych na ludziach chorujących na czerniaka.

Cytofon wykorzystuje impulsy światła na zewnętrznej powierzchni skóry, aby ogrzać komórki we krwi. Ale laser ogrzewa tylko komórki czerniaka, bo te mają ciemny pigment zwany melaniną, który pochłania światło. Laser wykorzystuje technikę ultradźwiękową do wykrywania fal emitowanych w wyniku ogrzewania komórek nowotworowych.

Technologia została przetestowana u 28 pacjentów o jasnej karnacji, którzy mieli czerniaka i 19 zdrowych ochotników. Testy pokazały, że urządzenie potrzebuje od 10 sekund do 60 minut, by zidentyfikować krążące we krwi komórki nowotworowe u 27 z 28 ochotników.

Urządzenie nie spowodowało żadnych skutków ubocznych u pacjentów i ochotników, którzy poddali się testom. Choć melanina jest pigmentem, który normalnie występuje w skórze, to komórki skóry nie zostały uszkodzone podczas badań. Ta technika laserowa nie szkodzi tym komórkom. Dzieje się tak, ponieważ światło lasera rozprasza się na dużej powierzchni skóry, więc nie jest wystarczająco skupione na poszczególnych komórkach skóry, aby je uszkodzić.

Nieoczekiwanie zespół odkrył również, że po testach pacjenci z czerniakiem mieli mniej krążących we krwi komórek nowotworowych. - Użyliśmy stosunkowo niskiej mocy urządzenia, a głównym celem badania było diagnozowanie, a nie leczenie – powiedział Zharow. Jednak nawet przy tak niskiej energii wiązka laserowa zdawała się niszczyć komórki nowotworowe.

- Kiedy melanina absorbuje ciepło, woda wokół melaniny wewnątrz komórki zaczyna parować tworząc pęcherzyk, który rozszerza się i następnie zapada, co mechanicznie niszcząc komórkę - powiedział Zharow i dodał, że w ten sposób można zapobiegać rozprzestrzenianiu się nowotworu.

Uczeni chcą teraz zoptymalizować urządzenie, by zabijało jak najwięcej komórek nowotworowych. Do tego trzeba przetestować je na osobach o ciemniejszej karnacji, które mają wyższy poziom melaniny.

Zespół ma nadzieję także rozszerzyć technologię tak, aby dzięki niej można było znaleźć i zniszczyć krążące we krwi komórki nowotworowe uwalniane przez nowotwory inne niż czerniak. Te komórki nowotworowe nie przenoszą melaniny, więc aby je wykryć, naukowcy będą musieli najpierw wstrzyknąć pacjentom specyficzne markery lub cząsteczki, które wiązałyby się z tymi komórkami, aby mogły być celem lasera. Jak dotąd wykazali w laboratorium, że ta technika może działać na ludzkie komórki nowotworu piersi.

 

Źródło: Live Science,