Имплантируемый биосенсор контролирует лечение рака

У вас больше шансов выиграть битву, если ваша разведка хорошо работает и сообщает вам о силах и планах врага.

Это справедливо и для битвы с раком.

Ученые из США презентовали уникальный имплантируемый биосенсор, который вживляется в опухоль и контролирует процесс лечения, передавая врачу ценные сведения о состоянии опухоли и эффективности химиотерапии.

Подробнее о новинке можно узнать на страницах журнала Lab on a Chip.

В наше время для контроля лечения рака онкологи используют данные магнитно-резонансной томографии (МРТ) и других методов визуализации, а также анализы тканей, полученных при биопсии. Но все существующие методики позволяют увидеть состояние опухоли лишь в определенный момент времени, что можно сравнить с единственным кадром, вырезанным из длинной кинопленки истории болезни. А в случае биопсии точность ограничена еще и тем, сколько образцов вы взяли из той или иной точки, подвергнув человека болезненной и рискованной процедуре.

Теперь сотрудники Института по изучению рака имени Коха при Массачусетском технологическом институте (MIT) создали принципиально новое имплантируемое устройство, которое после внедрения в опухоль непрерывно считывает химические показатели и сообщает врачу обо всех клинически значимых изменениях. На основании этих данных онкологи могут своевременно корректировать схемы лечения и дозы лекарственных препаратов.

Один из авторов новой технологии профессор инжиниринга Майкл Цима (Michael Cima) говорит: «Мы хотели сделать устройство, которое будет передавать всю важную химическую информацию об опухоли. Вместо того чтобы ждать месяцами следующего сканирования или биопсии, мы можем видеть результаты лечения каждый день, изменяя терапию в правильном направлении. Значение такого подхода для эффективности лечения рака трудно переоценить».

Биосенсор отслеживает рН и уровень кислорода
Биосенсор пока опирается на два основных биомаркера – рН (кислотность) среды опухоли и концентрация растворенного кислорода. Это ценные индикаторы, которые могут рассказать о том, насколько «хорошо» себя чувствует опухоль и как действует на нее лечение. Когда химиотерапия начинает убивать раковые клетки, среда опухоли становится более кислой, и сенсор тут же даст об этом знать.

«Вы можете непрерывно наблюдать химические изменения в опухоли перед тем, как увидите положительные изменения на следующей МРТ. Это очень важно знать заранее. В некоторых случаях терапия может вызвать иммунный ответ и воспаление, в результате которого опухоль будет казаться на снимке больше, хотя на самом деле терапия работает. И химический сенсор скажет вам об этом. Отслеживая концентрацию растворенного кислорода, биосенсор помогает подобрать правильную дозу препарата, так как опухоли процветают в среде с низким содержанием кислорода», - поясняет профессор Цима.

Имплантируемый биосенсор настолько маленький, что его можно прикрепить на игле для биопсии и с ее помощью ввести в опухоль. Корпус устройства состоит из биосовместимого пластика, не токсичного и не вызывающего аллергию. В его резервуаре содержится немного контрастного вещества для МРТ, а также электроника, необходимая для сбора и оправки показателей по беспроводной связи на внешние устройства.

Испытания проходят успешно
Чтобы проверить безопасность и точность работы имплантируемого биосенсора, ученые провели испытания на крысах. Опыты показали, что биосенсоры способны непрерывно отправлять точные данные о рН и концентрации кислорода в тканях. Теперь ученые планируют проверить надежность работы сенсоров при длительном лечении – на протяжении нескольких месяцев. Если все пройдет нормально, то можно будет организовывать клинические испытания на людях.

«Я полагаю, что эти биосенсоры можно будет использовать в клинической практике для мониторинга здоровья пациентов на протяжении многих лет. Сегодня тысячи людей по всему миру живут благодаря имплантируемой электронике – водителям ритма, дефибрилляторам. Мы сможем сделать достаточно надежные сенсоры, которые будут оставаться в теле годами. Я не думаю, что это большая проблема», - сказал профессор.

Хотя изначально биосенсор разрабатывался для онкологии, исследователи говорят, что это устройство можно применять в других областях медицины, а также в сельском хозяйстве, экологическом мониторинге и т.д. К примеру, можно опускать такие датчики на дно озер и наблюдать изменение рН и концентрации растворенного кислорода в воде.

medbe.ru