Выбрать препарат для лечения ракового больного — задача, мягко говоря, не простая. Лекарства, которые помогают одним, бесполезны для других, а опухоли, поначалу поддававшиеся лечению, со временем могут выработать устойчивость к медикаментам. Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали новый метод оценки чувствительности опухолей к лекарствам. Результаты работы опубликованы в Nature Biotechnology.
Ранее учёные пытались отыскать генетические маркеры опухолей, которые сигнализируют о чувствительности к таргетным противораковым препаратам. Однако они обнаруживаются только в некоторых видах раковых опухолей, и даже в тех случаях, когда провести тест удаётся, он не всегда даёт точные результаты.
Исследователи из МТИ избрали другой подход. Отчасти их вдохновил тест устойчивости к антибиотикам, которым врачи уже несколько десятилетий пользуются при лечении бактериальных инфекций. В ходе этого анализа у пациента берут биологический материал (например, кровь или мочу), содержащий нужные микроорганизмы, помещают бактерии в питательную среду и подвергают воздействию разных видов антибиотиков. Если бактерии умирают, они чувствительны к препаратам, если продолжают размножаться — они выработали устойчивость. Учёные решили пойти похожим путём: отследить реакцию клеток опухоли на лекарство.
Последние несколько лет лаборатория профессора Скотта Маналиса (Scott Manalis) разрабатывала устройство под названием «суспензионный микроканальный резонатор» (suspended microchannel resonator или SMR). Оно может измерить массу клетки в 10—100 раз точнее, чем любой другой прибор и позволяет верно рассчитать темп роста клеток. Учёные проанализировали разные подтипы клеток глиобластомы и лейкемии, которые были чувствительны или устойчивы к определённым препаратам — ингибиторам MDM2 и ингибиторам BCR-ABL. Это позволило им понять, даёт ли новый подход точные предсказания.
Исследователи подвергли клетки опухолей воздействию противораковых препаратов. SMR измерял массу каждой клетки раз в 15—20 минут, и через 15 часов у научной группы было достаточно данных, чтобы рассчитать скорость набора массы. Клетки, чувствительные к препаратам, замедлили рост, что отразилось и на массе, а опухоли, которые выработали устойчивость, продолжали расти с той же скоростью. «Мы показали, что клетки, которые, как нам было известно, чувствительны к терапии, растут гораздо медленнее, чем те, что к ней устойчивы, — говорит ведущий автор исследования Марк Стивенс (Mark Stevens). — И поскольку клетки всё ещё жизнеспособны, у нас есть возможность продолжать их изучение после измерения».
Одно из преимуществ нового метода состоит в том, что он не требует большого количества клеток. В ходе экспериментов с лейкемией учёным удалось получить точные результаты с помощью небольшой капли крови, содержащей около 1000 клеток опухоли. Ещё один плюс — то, что прибор позволяет проводить быстрые измерения. Теперь, когда стало ясно, что метод работает, учёные намерены с его помощью понять, почему некоторые опухоли вырабатывают резистентность. Они определяют чувствительность клеток, а затем секвенируют их РНК, чтобы узнать, какие гены «включены». «Теперь, когда мы можем определить, какие клетки не отвечают на терапию, мы можем изолировать и проанализировать их, чтобы понять, как работает механизм устойчивости», — говорит Маналис.
Острый лимфобластный лейкоз — злокачественное заболевание системы кроветворения, характеризуется неконтролируемой пролиферацией незрелых лимфоидных клеток (лимфобластов). Это самое распространённое злокачественное заболевание в детском и юношеском возрасте, пик заболеваемости приходится на возраст от 1 до 6 лет.
