Лазер разрушает раковые клетки в крови

Новый лазерный прибор может стать неинвазивным и безопасным инструментом для лечения рака, в том числе на поздней стадии заболевания.

Science Translational Medicine сообщает, что раковые клетки, циркулирующие в крови, возможно уничтожить с помощью лазерного луча, направляемого извне.

Прибор особенно полезен при метастатическом раке, когда клетки опухоли беспрепятственно распространяются по кровеносной системе пациента.

Американские исследователи во главе с Владимиром Жаровым пишут, что их система точно обнаруживает раковые клетки у 27 из 28 больных — с чувствительностью, которая примерно в 1000 раз выше, чем у любых современных технологий.

Это уже большое достижение, но исследовательская группа научилась убивать значительный процент опухолевых клеток в режиме реального времени, когда они проходят по сосудам.

В случае дальнейшего развития лазерный прибор даст врачам безопасный, неинвазивный и эффективный метод поиска и уничтожения раковых клеток, прежде чем эти клетки смогут образовать новые метастазы в организме.

«Эта технология обладает потенциалом в плане подавления процесса метастазирования рака», - поясняет сам Владимир Жаров, директор центра наномедицины в Университете медицинских наук штата Арканзас, руководитель проекта.

Метастазирование — основная причина смерти от онкозаболеваний. Рак распространяется, когда клетки первичных опухолей отрываются и начинают путешествие через кровеносную или лимфатическую систему, оседая в новых органах и образуя вторичные опухоли.

Уничтожение этих циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) до того, как они успеют обосноваться, может помочь предотвратить метастазирование и спасти жизни. Простота подсчета этих клеток при помощи лазерного луча позволит врачам более точно диагностировать метастатический рак — как ни один другой метод.

Принцип лазерной технологии для лечения рака
Жаров и его команда проверили свою систему на людях с меланомой, раком кожи. Облучая сосуды, лазер эмитирует тепло. Циркулирующие клетки меланомы поглощают больше тепла по сравнению с нормальными клетками, быстро нагреваясь и расширяясь.

Это тепловое расширение создает звуковые колебания, известные как фотоакустический эффект. ЦОК могут быть зарегистрированы небольшим ультразвуковым преобразователем, размещенным над кожей рядом с лазером.

Благодаря фотоакустическому эффекту лазер позволяет очень точно подсчитывать количество опухолевых клеток, которые проходят через сосуд за единицу времени.

Тот же лазер можно использовать для уничтожения ЦОК в режиме реального времени. Излучение вызывает образование пузырьков пара на опухолевых клетках. Пузырьки расширяются и разрушаются, взаимодействуя с клеткой и механически разрушая ее.

Однако целью исследования, опубликованного на днях, было проверить точность лазерного прибора при диагностике ЦОК. Но даже при использовании в режиме диагностики с низким энергопотреблением лазер убил значительное количество клеток у шести пациентов.

По словам Жарова, у одного участника удалось уничтожить 96% проходящих через сосуд раковых клеток. Ученый надеется, что в будущем, когда они увеличат мощность устройства, технология станет еще более эффективной в терапевтических целях.

Жаров придумал идею этой технологии более десяти лет назад, и с тех пор он испытывает лазерный луч на животных и демонстрирует его безопасность Управлению по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), одобрившему клиническое испытание.

Это первая неинвазивная диагностика ЦОК, успешно продемонстрированная на людях.

Было предложено, по крайней мере, сотня других устройств, предназначенных для мониторинга циркулирующих опухолевых клеток. Но большинство из этих систем требуют забора крови и анализа вне тела, в специальной лаборатории. Только одно такое устройство получило зеленый свет FDA: анализатор CellSearch размером с духовой шкаф.

При этом ближайший конкурент умного лазера обрабатывает небольшие образцы крови, обеспечивая врачу смутное представление о реальной ситуации в кровотоке. Разумеется, данный вид диагностики не снискал популярности в клинической практике.

Исследователи из Мичиганского университета в апреле 2019 объявили, что добились прогресса в этом направлении. Их наручное устройство выкачивает кровь из организма, захватывает ЦОК, а затем возвращает очищенную кровь обратно в кровоток.

Тем не менее, в доклиническом исследовании на собаках устройство обрабатывало только пару столовых ложек крови животных в течение двух-трех часов сложной процедуры.

Прибор Жарова может «осмотреть» и очистить от раковых клеток около 1 литра крови примерно за час, причем кровь не покинет тело. Ученые говорят, что чувствительность лазерной технологии примерно в тысячу раз выше, чем у CellSearch.

В будущем Жаров и его коллеги испытают устройство на большей популяции людей и комбинируют его с традиционными методами лечения рака, чтобы оценить его влияние на метастатические процессы. Возможно, простой прибор повлияет на жизнь больных метастатическим раком больше, чем дорогостоящая таргетная терапия.

Кстати, фотоакустический эффект был впервые описан Александром Грэмом Беллом в далеком 1880 году, когда он передавал голосовые сигналы при помощи «фотофона».

Команда Жарова окрестила свое устройство «цитофоном».

medbe.ru