Портативная система типирует рак груди за час

Международная группа исследователей представила аппарат CytoPAN, способный в автоматическом режиме обнаруживать раковые клетки в биоптате и проводить молекулярное профилирование опухоли. Протестированный на 68 пациентках, прибор показал 93–96% точность в определении подтипа опухоли.

Схема исследования биоптата с помощью системы CytoPAN.

Credit:  J. Min et al., Science Translational Medicine (2020)


Чтобы грамотно выстроить лечение рака груди, нужно определить стадию заболевания, присутствие в опухоли рецепторов эстрогена (ER), прогестерона (PR) и рецептора эпидермального фактора роста (HER2), изучить гистологические особенности опухоли и ее инвазивность. Цитогенетическая диагностика часто оказывается недоступна вне крупных научно-диагностических центров и потому либо не используется вообще, либо надолго затягивается. Это снижает эффективность терапии и ухудшает прогноз.

Для решения этой проблемы группа ученых из США, Южной Кореи и Сингапура разработала портативную систему CytoPAN, позволяющую провести подобную диагностику в течение часа. Система основана на цитометрии с визуализацией.

Полученный с помощью малоинвазивной тонкоигольной биопсии материал фиксируется и обрабатывается смесью антител с флуоресцентной меткой. В состав смеси входит набор Quad (антитела к маркерам рака EpCAM, MUC1, EGFR и HER2), позволяющий отличить опухолевые клетки от здоровых, а также антитела к ER/PR и HER2, с помощью которых проводится типирование опухоли.

Обработанный материал помещают в прибор, где с помощью многоканального анализатора формируются изображения. Затем эти изображения обрабатываются с помощью специально разработанных алгоритмов, которые определяют молекулярные профили клеток. Все процессы автоматизированы.

Систему испытывали на панели опухолевых клеточных линий с различными молекулярными фенотипами и мышиных ксенографтных моделях рака груди, а затем на образцах от 68 пациентов. Точность диагностики рака груди достигала 100% при условии, что образец содержит не менее 50 Quad-положительных клеток. Точность типирования опухоли по ER/PR составила 93%, по HER2 — 96%. Весь анализ, от забора материла до результата, занимал менее часа.

Размер системы CytoPAN — 20 см х 20 см х 28 см. Ученые показали, что для анализа можно использовать лиофилизированные антитела, что упрощает доставку реагентов вместе с прибором в отдаленные регионы.

Особо нужно отметить низкую стоимость анализа с помощью CytoPAN: одно исследование стоит примерно $5 долларов, что более чем в 5 раз дешевле, чем стандартный гистопатологический метод диагностики. Авторы утверждают, что вклад в экономическую эффективность системы вносят автоматизация анализа изображений, повышенная производительность прибора и рациональное использование человеческого капитала. Кроме того, ряд инженерных решений позволил сделать саму систему относительно недорогой: компоненты обошлись создателям в $3 500 (традиционный флуоресцентный микроскоп стоит около$200 000). Более того, по словам авторов, можно подобрать альтернативные варианты компонентов и снизить их общую стоимость до $1 500.

Авторы считают, что быстрота, точность и дешевизна позволит использовать CytoPAN в качестве альтернативы стандартным методам как в развитых странах, так и в странах со средним и низким уровнем дохода.

Источник

J. Min, et al. // CytoPAN—Portable cellular analyses for rapid point-ofcare cancer diagnosis. // Science Translational Medicine 12, eaaz9746 (2020), Published 5 August 2020; DOI: 10.1126/scitranslmed.aaz9746

Добавить в избранное

Вам будет интересно