14.12.2016 14:17 Звуковые волны в борьбе против рака. Ультразвуковая инновация может заменить инвазивные биопсии.

Исследование Альбертского университета описывает использование сфокусированного ультразвука вместе с частицами, называемых Нанокапельки для улучшенного обнаружения биомаркеров рака в крови. Исследователи использовали эту технику на опухоли, вызвав выпущен внеклеточных везикул в кровоток, что дало им большое количество генетического материала для анализа изображения лишь небольшого образца крови. Они считают, что это может быть альтернативой биопсии для диагностики рака.

Каждый год тысячи канадских мужчин с раком простаты подвергаются биопсии, чтобы помочь своим врачам лучше понять прогрессирование и характер их болезни. Она обеспечивает жизненной важной, иногда спасающей жизнь информацией, но исследователь рака Джон Льюис знает, что это может быть трудным испытанием для пациента.

"В настоящее время лучший способ получить информацию через биопсию, которая включает в себя проникновение 12 игл в орган размером с грецкий орех. Как вы можете себе представить, это очень неудобная и инвазивная процедура", - говорит Джон Льюис, руководитель кафедры Frank and Carla Sojonky, занимающейся исследованиями рака простаты в Альбертском университете, и член Научно-исследовательского онкологического института Северной Альберты. "Для пациентов с раком простаты низкой степени может быть решено не проводить лечение и вместо этого следить за болезнью, но мониторинг обычно включает биопсию каждый год или около того. Многие люди выбирают хирургию вместо большого количества биопсий. Совершенно очевидно, что мы должны улучшить ситуацию. "

Новая инновация от Университета Альберты обещает сделать это через относительно безболезненную процедуру. В исследовании, опубликованном в журнале Cancer Research описывается использование сфокусированного ультразвука вместе с частицами, называемыми нанокапельками, для улучшенного обнаружения раковых биомаркеров в крови. Исследовательская группа под руководством старших соавторов Джона Льюиса и Роджера Земпа использовали эту технику на опухоли, чтобы вызвать выпуск внеклеточных везикул в кровь, что дает им большое количество генетического материала для анализа изображения лишь небольшого образца крови.

"За счет небольшой ультразвуковой энергии, нанокапельки переходят в фазовое состояние в виде микропузырьков. Это очень важно, потому что ультразвук может действительно осциллировать эти микропузырьки", - говорит Роджер Земп, профессор инженерии в Альбертском университете. "Микропузырьки поглощают ультразвуковую энергии, а затем действуют, как боксерские перчатки, чтобы пробить опухолевые клетки и выбить маленькие пузырьки ".

"Это привело нас к обнаружению некоторых генов, которые свидетельствуют об агрессивности опухоли. Это имеет очень мощный потенциал. Вы можете получить генетическую характеристику опухоли, но сделать это относительно неинвазивно."

"По отдельности ультразвук и нанокапельки давали очень мало эффекта", - говорит Роберт Папроски, первый автор исследования и научный сотрудник, который работал с Роджером Земпом на инженерном факультете. "Но когда мы соединили оба вместе, они дали очень большой эффект. Это позволяет нам обнаружить примерно в 100 раз больше , чем обычно, везикул, которые являются специфическими от опухоли."

Исследователи говорят, что техника так же точна, как и с помощью игл при биопсии, ультразвук в состоянии дать им информацию о конкретных частях опухоли. Они добавляют, что генетическая информация может быть использована для персонализированной медицины - помогая врачам знать, если опухоль пациента имеет определенную мутацию, которая затем позволит им определить, какие лекарства будут работать лучше всего для лечения.

Команда стремится вперед со своей стратегией в целях дальнейшего обогащения населения техникой высвобождения ключевых везикул в кровоток для фокусирования на биомаркерах, которые имеют наиболее важное значение. Льюис считает, что они могут быстро провести клинические испытания, а оттуда перейти к реальным приложениям, благодаря доступности технологии.

"Системы сфокусированного ультразвука уже используются в клинике. Микропузырьки уже используются в клинике. Так что я думаю, что продвижение этого в клинике является относительно простым."

Ссылка

R. J. Paproski, J. Jovel, G. K.-S. Wong, J. D. Lewis, R. J. Zemp. Enhanced detection of cancer biomarkers in blood-borne extracellular vesicles using nanodroplets and focused ultrasound. Cancer Research, 2016; DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-15-3231

Источник: sciencedaily.com