И химиотерапия, и лучевая терапия ложатся тяжелым бременем на организм пациента. Их дискомфорт можно было бы уменьшить, если бы можно было достоверно установить результаты этого лечения, но до сих пор единственным способом сделать это было сканирование компьютерной томографии (КТ). Скоро, через пару лет, может появиться более быстрый и простой метод анализа.
Все, что требуется для проточного цитометра PoCyton, — это образец крови пациента, и в течение короткого времени лечащий врач узнает, сколько опухолевых клеток циркулирует в крови. Раковые новообразования высвобождают клетки в кровоток, и их количество указывает на эффективность лечения: если количество раковых клеток уменьшается в процессе лечения, это показывает, что оно было эффективным.
Меньше, быстрее и проще в эксплуатации
Существующие проточные цитометры способны измерять количество опухолевых клеток, циркулирующих в кровотоке, но они часто стоят до 300000 евро и занимают огромное количество места, что эквивалентно двум стиральным машинам. Причем каждый цикл тестирования длится несколько часов. В целом, такие методы слишком дороги и требуют много времени для повседневной клинической практики.
Еще одним недостатком этих цитометров является то, что они могут использоваться только обученными специалистами и требуют ежедневной повторной калибровки. Альтернативой является устройство PoCyton, разработанное исследователями из отделения микротехники Института химической технологии им.
Фраунгофера в Майнце (IMM). Как доктор.
Майкл Ба?Лер, научный сотрудник ICT-IMM, объясняет: «Наш проточный цитометр позволяет проводить такие тесты примерно в двадцать раз быстрее. Их стоимость также на несколько порядков ниже, что выводит нас в новое измерение, которое делает эти устройства гораздо более доступными для клинического применения.«Еще одним преимуществом нового проточного цитометра является использование миниатюрных компонентов, которые уменьшили его размер до размера коробки для обуви.
Измерения выполняются автоматически, калибровка не требуется.
Проточная цитометрия работает по следующему принципу: флуоресцентный краситель вводится в кровь, и молекулы красителя связываются с опухолевыми клетками, оставляя все остальные клетки немаркированными. Если раньше врачу приходилось добавлять краситель в образец крови вручную, то теперь это происходит автоматически в процессе PoCyton. Кровь проходит через узкую фокальную зону, в результате чего все взвешенные клетки проходят одна за другой перед детектором лазерного пятна.
Свет заставляет клетки, к которым прикрепился краситель, — опухолевые клетки — флуоресцировать, что позволяет устройству обнаруживать и подсчитывать их. Этот узкий проход — ключ к процессу PoCyton. «Мы разработали его таким образом, чтобы пропускная способность была в 20 раз выше, чем при традиционной цитометрии», — говорит Ба?лер.
При этом его геометрия была выбрана так, чтобы ни одна ячейка не проходила одна перед другой. Таким образом, ученые могут быть уверены, что система регистрирует каждый объект, проходящий мимо детектора, и что ни одна ячейка не скрыта за другой. Такие ошибки могут иметь драматические последствия, потому что всего лишь образец крови объемом десять миллилитров содержит около миллиарда взвешенных объектов. Из них только пять являются циркулирующими опухолевыми клетками, даже у тяжело больного пациента.
Исследователи освоили отдельные шаги, такие как адекватная чувствительность, автоматическая подготовка образцов и анализ. В настоящее время они объединяют эти отдельные этапы процесса для создания полнофункционального демонстратора, который, как ожидается, будет завершен к лету 2015 года.
Оценка риска легионеллы путем тестирования качества воды на месте
Возможные применения PoCyton выходят за рамки подсчета опухолевых клеток. Например, в сотрудничестве со швейцарской компанией rqmicro исследователи намерены использовать устройство для обнаружения бактерий легионеллы в питьевой воде.
Эти представители семейства стафилококков могут вызывать иногда смертельную инфекцию легких, известную как болезнь легионеров. До сих пор единственным способом тестирования бытовой питьевой воды была отправка пробы воды в лабораторию и ожидание результатов около десяти дней. Это время, необходимое для размножения переносимых водой бактерий в чашке Петри, чтобы можно было измерить их концентрацию. «Наш проточный цитометр может выполнить тот же анализ в течение часа», — говорит Ба?лер. Водопроводчик может использовать портативное устройство для проверки воды на месте.
Все, что ему нужно сделать, это поместить образец воды в устройство и запустить процесс. По словам rqmicro, коммерческая версия продукта должна быть доступна в течение примерно двух лет.