Eine Universität von Arkansas for Medical Sciences (UAMS) Forschungs-team unter der Leitung von Vladimir Zharov, Ph. D., D. Sc., hat gezeigt, die Fähigkeit zu erkennen und zu töten, zirkulierende Tumorzellen (CTCs) im Blut mit einem nicht-invasiven Gerät namens Cytophone integriert ein laser -, Ultraschall-und Handy-Technologien.
Dieses Gerät ist 1000 mal empfindlicher als andere Methoden bei der Erkennung von CTCs im Blut von Patienten mit Melanom, einer tödlichen form von Hautkrebs.
Die Cytophone hat auch gezeigt, die Fähigkeit zu erkennen, CTCs, auch wenn der tumor nicht erkennbar auf der Haut, entweder weil Sie zu klein ist (bekannt als das T0 oder TX-Stufe) oder nach der chirurgischen Entfernung, und dann, um Sie zu zerstören, ohne dass das umliegende Blut-Zellen.
Das team der Ergebnisse mit dem Titel „In Vivo Flüssige Biopsie mit Cytophone Plattform für Photoakustische Detektion von Zirkulierenden Tumorzellen bei Melanom-Patienten“ wurden im Juni veröffentlicht 12 Ausgabe von Science Translational Medicine, einer renommierten wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht von der American Association for the Advancement of Science.
„Die einzigen Methoden, die verfügbar sind, um zu erkennen, CTC stützt sich hauptsächlich auf die Zeichnung von Blut aus dem Patienten. Durchschnittlich Blutprobe eines Patienten besteht aus nur ein paar Milliliter, die möglicherweise oder möglicherweise nicht enthalten CTCs. Im Gegensatz dazu, die Cytophone überwachen können, die einer person das ganze fünf-liter-Blut-Versorgungsmaterial, potenziell Auffinden jedes CTC in es. Keine Nadel verwendet wird, und kein Blut entfernt“, sagte Zharov, ein professor in der UAMS-College der Abteilung der Medizin von Otolarynology-Kopf-und Hals-Chirurgie.
Die portable Cytophone-Plattform basiert auf einem Prinzip namens in-vivo-PA-Durchflusszytometrie, eine Technologie, die mithilfe der laser-Impulse dringen durch die intakte Haut und in Blutgefäßen zu überwachen zirkulierenden pathologischen Zellen und andere Krankheits-assoziierte Biomarker. Die veröffentlichten research beschreibt erste demonstration der nicht-invasiven Detektion von CTCs direkt im Blut von Melanom-Patienten. Wenn ein Melanom CTC geht der Laserstrahl in die Schiffe, die laser-Impulse Hitze die Natürliche melanin-Nanopartikel in diesen Zellen. Die schnelle thermische expansion dieser Nanopartikel erzeugt dann ein Geräusch erkannt wird, mit einem Ultraschall-transducer auf der Haut befestigt.
Das Forschungsteam gezeigt, dass die erweiterte software mit der schnellen Signalverarbeitung-algorithmen macht Cytophone Daten, die tolerant auf die Pigmentierung der Haut und die Bewegung, führte zu der Identifizierung von CTCs in 96% der Patienten zwischen 10 Sekunden und 60 Minuten, ohne dass false positives in den Kontrollen auf der festgelegten Schwellenwerte und aktuelle Nachweisgrenze von fünf CTCs in fünf Liter Blut.
Forscher fanden heraus, dass das Gerät nicht nur vor CTCs im fortgeschrittenen Stadium von Patienten, sondern zeigte auch die Präsenz von CTCs in Patienten mit frühen Stadium 2 der Krankheit.
„Mit der Cytophone, wir können hören, die laser-Ansteuerung sound aus jeder einzelnen Zelle im Körper. CTCs könnte einer der besten frühen Metastasierung Marker, da Sie offensichtlich nur lebensfähige CTCs erstellen kann tödlichen Ausbreitung der Krankheit“, sagte Zharov, wer dient auch als Direktor des Arkansas Nanomedizin-Center und hält die Josephine T. McGill Stuhl in der Krebsforschung an UAMS.
Diese Technologie hat auch gezeigt, die Fähigkeit zu zerstören, die detektierten CTCs, was in einem großen drop im CTC-zahlen und die Verhinderung der Ausbreitung der Krankheit auf andere Teile des Körpers, bekannt als Metastase.
So, die Cytophone kann in der Lage sein zu dienen, als theranostic-Plattform durch die Integration von diagnostischen und therapeutischen Fähigkeiten mit dem gleichen laser zu erkennen und töten Krebszellen direkt in die Blutbahn.
Die Zharov-team zeigte auch die Cytophone Leistung für die Identifizierung von Krebs-bezogenen Blutgerinnsel, die die zweite führende Ursache des Todes bei Krebspatienten.
„Wir entwickeln das robuste, einfach zu bedienende tragbare und tragbare Cytophone Versionen mit erweiterten kleinen Lasern, die für Krebs-Kliniken im ganzen Land zu beginnen, einer multizentrischen klinischen Studie mit Melanom-Patienten. Unser Ziel ist es, zu bestimmen, ob Cytophone-basierte Früherkennung in Kombination mit zerstören CTCs ist effektiver als ein stand-alone-Behandlung oder in Kombination mit konventionellen Therapien, in der Prävention oder zumindest die Hemmung der Metastasierung“, sagte Zharov, fügte hinzu, dass die FDA hat dem Abschluss des Cytophone die Sicherheit in den Menschen.
Zharov die Mannschaft, die zuerst demonstrierte auch die Fähigkeit zu erkennen, nicht-pigmentierte CTCs durch die Injektion einen cocktail aus Magnet-und gold-Nanopartikeln, die mit einem speziellen biologischen Beschichtung in die Blutbahn. Brustkrebs-bezogenen klinischen Studien sind im Gange, die berücksichtigt erfolgreichen präklinischen Studien, die mit dieser Technologie bisher veröffentlichten in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.