Клетки опухоли, циркулирующие в крови — хороший маркер для раннего выявления рака. Но найти их в реальных условиях, используя доступное на данный момент оборудование, довольно сложно.
В журнале Angewandte Chemie опубликована статья, в которой сообщается об ультрачувствительном методе быстрого обнаружения опухолевых клеток в крови. Он основан на точном измерении флуоресцирования люминесцентных ионов лантаноида, испускаемых наночастицами, которые связываются с клетками опухоли.
Существующие методы обнаружения циркулирующих опухолевых клеток требуют сложного подготовительного процесса — «обогащения», так как в образце на 10 миллионов клеток крови может содержаться только одна опухолевая. Новый метод не предусматривает этапа обогащения.
Методика, разработанная китайскими исследователями, основана на так называемой «фотолюминесценции с увеличенным временем затухания» и использует флуоресцирующие наночастицы, созданные на основе лантанида европия.
Сначала исследователи продуцировали антитела к молекуле адгезии эпителиальных клеток (EpCAM, гликопротеин, он присутствует в очень большом количестве на поверхности многих опухолевых клеток и может быть диагностическим маркером рака). Эти антитела переносили в лунки микропланшета, в результате чего опухолевые клетки, содержащиеся в образце крови, прикрепрялись к микропланшету.
Учёные покрыли европийсодержащие наночастицы теми же антителами. Это привело к тому, что большое количество наночастиц, добавленных в раствор, соединились с опухолевыми клетками. Впоследствии добавленный «проявитель» растворяет наночастицы, высвобождая ионы европия. Они связываются и фиксируются другими компонентами разработанной системы. В результате происходит многократное усиление флуоресценции.
Существенное преимущество нового метода — ионы европия очень долгоживущие флуорофоры, они продолжают флуоресцировать в течение нескольких микросекунд после возбуждения вспышкой света. Поскольку измерения имеют достаточное разрешение по времени, можно начать измерение с задержкой. Фоновые сигналы, вызванные автофлуоресценцией компонентов клетки, продолжаются всего несколько наносекунд и исчезают до начала измерения. Это увеличивает чувствительность измерений, делая возможным для исследователей обнаружить одиночную клетку опухоли.
В образцах крови больных раком всего 10 клеток на миллилитр крови. В ходе эксперимента четырнадцать из пятнадцати больных раком были правильно диагностированы с помощью нового метода.