Ученые Массачусетского технологического института совместно со специалистами Университета Карнеги-Меллон разработали новый способ выделить раковые клетки, подвергая их воздействию звуковых волн и наблюдая, как они проходят сквозь крошечные каналы.

Небольшое устройство может использоваться для обнаружения чрезвычайно редких клеток, которые циркулируют в крови онкологических больных, и помогать врачам предсказать развитие опухоли на ранней стадии и то, будет ли она распространяться дальше. «Звуковое» разделение клеток является более простой альтернативой существующим способам сортировки, которые требуют маркировки клеток химическими веществами или подвергают их сильному механическому воздействию.

«Звуковое воздействие является самым щадящим и естественным способом отделить клетки», — говорит Мин Дао, научный сотрудник Отдела материаловедения и инжиниринга MIT.

Для сортировки клеток с помощью звуковых волн ученые использовали микрофлюидное устройство с двумя акустическими преобразователями, которые генерируют звуковые волны по обе стороны от микроканалов. Когда две звуковые волны встречаются, то в совокупности они образуют стоячую волну, которая вырабатывает линию низкого давления, идущую параллельно направлению потока клеток. Клетки, которые сталкиваются с этой линией, выталкиваются в сторону канала — расстояние перемещения клеток зависит от их размера и сжимаемости.

Устройства, которые используют этот принцип, существовали и ранее, но поскольку у них существует только одна линия давления, клетки в них могут быть отодвинуты только на короткие расстояния. Новое же устройство решает эту проблему, наклоняя звуковые волны — эта простая модификация значительно повышает эффективность процесса. И этого достаточно, чтобы разделять клетки разных размеров, не причиняя им никакого ущерба.

Ученые испытали устройство на клетках рака молочной железы, известных как MCF-7, и клетках лейкоцитов. Эти два типа клеток отличаются по размеру (20 мкм в диаметре для MCF-7 и 12 мкм для белых клеток крови), а также с точки зрения плотности и сжимаемости. В результате был успешно идентифицирован 71% раковых клеток.

«Этот метод является прорывом в технологии обнаружения циркулирующих раковых клеток в организме. У него есть потенциал, чтобы предложить безопасный и эффективный новый инструмент для врачей и пациентов», — уверяет Субра Суреш, президент Университета Карнеги-Меллон.