Инфракрасный лазер отыскивает раковые клетки

Различие между нормальной (вверху) и раковой клетками печени. В нормальной клетке очень немногие митохондрии (красный цвет) находятся вблизи внешней мембраны клетки. Наоборот, они стараются концентрироваться вокруг клеточного ядра (черное в центре). В раковой клетке митохондрии распределены по всей цитоплазме. Поэтому они сильнее рассеивают лазерное излучение (рис. с сайта www.sandia.gov)

В Сандийской национальной лаборатории (Sandia National Laboratories) в США разработана лазерная технология, позволяющая практически мгновенно отличать раковые клетки от нормальных. В перспективе эта технология даст возможность выявлять возникновение рака на самых ранних стадиях, что может радикально изменить подходы к его диагностике.

В основу метода положена особенность раковых клеток, связанная с расположением в них митохондрий — органоидов, которые отвечают в клетке за выработку энергии, сообщает сайт PhysOrg. В одной клетке может быть несколько сотен или даже тысяч митохондрий. Обычно они концентрируются вблизи ядра клетки и старательно избегают приближаться к клеточной мембране. Однако в раковой клетке митохондрии практически равномерно распределены по всему объему цитоплазмы.

Сам этот факт был известен давно, но только в прошлом году в Сандийской лаборатории научились использовать его для выявления раковых клеток. Размер митохондрий составляет около 800 нм. Поэтому от 90 до 95% лазерного излучения с длиной волны 800 нм рассеивается именно на них, а через другие компоненты клетки такое излучение проходит практически свободно. Характер наблюдаемого рассеяния и флюоресценции существенно зависит от того, как распределены митохондрии внутри клетки.

Короткий импульс полупроводникового лазера фокусируется на отдельной клетке, и по его рассеянию на митохондриях мгновенно становится ясно, здорова клетка или нет. Однако для анализа реальных медицинских образцов лазерную систему сортировки понадобилось дополнить специальным конвейером, подающим клетки поштучно.

На данный момент отработка методики ведется на клетках мышиной печени. Об этом сообщается в аннотации к статье, опубликованной в журнале Biomedical Microdevices. Но поскольку у клеток разных тканей форма и размещение митохондрий могут быть иными, для практического медицинского применения технологии понадобится составить базу данных по рассеянию излучения на клетках разных типов.

Возможность быстро и очень дешево поштучно проверять клетки, выявляя в них раковое перерождение, может существенно изменить подходы к диагностике и терапии рака. Высокая точность и чувствительность метода позволит обнаруживать заболевание на самой ранней стадии, когда лечить его намного проще и эффективнее.