Микрофлюидика поможет лечению раковых заболеваний
 Созданная учеными установка, действующая по принципам микрофлюидики. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Многие химиотерапевтические средства для лечения рака были разработаны специально с расчетом на то, что они будут вмешиваться в деятельность специфического семейства ферментов – топоизомеразы ДНК. Эти ферменты присутствуют в раковых клетках в более высоких концентрациях по сравнению со здоровыми клетками человеческого тела. Более того, эти ферменты предложены в качестве прогностического маркера раковых заболеваний.
К сожалению, многие пациенты либо изначально устойчивы к лекарственным препаратам, воздействующим на топоизомеразы ДНК во время химиотерапии, либо эта устойчивость вырабатывается у них после первого же этапа лечения. Причины этого «сопротивления лечению» пока не до конца понятны, однако результаты предыдущих исследований показывают, что активность этого класса ферментов и цитотоксический эффект химиотерапии непосредственно связаны между собой.
Для углубления знаний в этой области совместная группа ученых из исследовательской лаборатории iNANO в Aarhus University (Дания) и Duke University (США) провела измерение активности топоизомеразы ДНК с помощью новой методики собственной разработки. Предложенный учёными способ исследования позволяет рассматривать «деятельность» топоизомераз ДНК в отдельных раковых клетках и сравнивать ее с реакцией всей опухоли на химиотерапию. Подобный анализ, по мнению ученых, поможет лучше понять принцип сопротивления организма подобному методу лечения. Детали предложенной методики были опубликованы в журнале ACS Nano.
Разработанная исследовательской группой методика базируется на принципах микрофлюидики в сочетании с «датчиками» ДНК, которые обнаруживают каталитические реакции, вызванные топоизомеразами. Кроме того, в нее включен специальный буфер, разрушающий клеточную мембрану и таким образом позволяющий ферментам вступать в реакцию. Все задействованные компоненты смешиваются в своеобразных контейнерах, представляющих собой небольшие капли, покрытые липидами.
Во время реакции с топоизомеразами, изначально линейные молекулы ДНК заворачиваются в круглые структуры. Как только реакция прекращается, исследователи помещают полученную смесь на стеклянную пластинку, заранее покрытую специальным составом, позволяющим «увеличить» образовавшуюся структуру. Полученную таким образом структуру можно визуализировать с помощью техник отображения единственных молекул, в данном случае, с помощью флуоресцирующих зондов.
По мнению исследователей, предложенный ими подход, в рамках которого исследования проводятся на одной единственной клетке, поможет дать новую важную информацию о постепенном развитии опухоли. Научная группа также считает, что реагируют с лекарственными препаратами и вырабатывают устойчивость далеко не все раковые клетки, что открывает еще более масштабную сферу для исследований.
Также по теме:
- Между использованием мобильных телефонов и развитием опухолей головного мозга не обнаружено взаимосвязи
- Наночастицы могут выступать в роли красных кровяных телец при лечении рака
Источники: