Компьютерные технологии помогут в детектировании онкологических заболеваний

Учёные из корпорации Siemens провели анализ кровяных клеток, применив ту же магнитную технологию считывания, которая используется в компьютерных жёстких дисках. Для этого был разработан прототип устройства, позволяющий проводить магнитную потоковую цитометрию (количественное изучение клеток) крови, которая считается одним из важнейших источников диагностической информации для врачей, контролирующих успешность противораковой или противовирусной (ВИЧ в первую очередь) терапии.

В основе аналитического процесса — эффект гигантского магнетосопротивления (ГМС), за открытие которого в 1988 году была присуждена Нобелевская премия по физике.

Примерно так мог бы выглядеть новый метод. Поток крови смешивается с антителами, несущими суперпарамагнитные наночастицы, затем происходит магнитное отделение промаркированных клеток и их подсчёт. (Иллюстрация ETH Zurich.)

Потоковая цитометрия применяется для идентификации специфических клеток — к примеру, свободно циркулирующих злокачественных клеток. К сожалению, метод трудоёмок и требует громоздкого оборудования, цена которого слишком высока, чтобы его можно было установить в обычной поликлинике. Беспокойство Siemens вполне понятно: при таком положении дел производимая ею техника почти не пользуется спросом, а её реальное внедрение ограничено несколькими чисто научными заведениями.

Разработчики надеются, что новый магнитный метод потоковой цитометрии, позволяющий определять специфические клетки в дополнение к полному анализу крови, сможет обеспечить проведение анализа там, куда обратится пациент, то есть в поликлинике по месту жительства. Для этого учёные скомбинировали процесс ГМС-считывания с использованием клеток, несущих суперпарамагнитные маркеры. Прототип устройства оказался способен количественно детектировать специфическим образом промаркированные клетки в образце крови, без необходимого прежде предварительного разложения красных кровяных клеток. Маркировка специфических клеток проводится с использованием не менее специфических агентов-маркеров — антител, несущих на себе суперпарамагнитные наночастицы (увы, всё это вряд ли поможет резко снизить цену). Затем в дело вступает обычный магнит, который притягивает промаркированные клетки, отделяя их от остальной массы, поле чего их, как жемчужины на нитке, пересчитывают с помощью ГМС-сенсора.

Таким образом, метод позволяет проводить количественную идентификацию, например, клеток опухоли в крови. Кроме того, исследователи получают дополнительную информацию о диаметре клетки и её скорости, что необходимо для заключения о том, является ли клетка злокачественной. Наконец, авторам разработки удалось показать, что миниатюризация их новой измерительной системы действительно возможна.

Подготовлено по материалам Siemens.