Η υψηλής τεχνολογίας νανοπιπέτα διπλού κυλίνδρου, που αναπτύχθηκε από επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Λιντς, και εφαρμόστηκε στην παγκόσμια ιατρική πρόκληση του καρκίνου, επέτρεψε –για πρώτη φορά– στους ερευνητές να δουν πώς αντιδρούν μεμονωμένα ζωντανά καρκινικά κύτταρα στη θεραπεία και αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. παροχή ζωτικής σημασίας κατανόησης που θα μπορούσε να βοηθήσει τους γιατρούς να αναπτύξουν πιο αποτελεσματική φαρμακευτική αγωγή για τον καρκίνο. 

Το εργαλείο έχει δύο νανοσκοπικές βελόνες, που σημαίνει ότι μπορεί ταυτόχρονα να κάνει έγχυση και εξαγωγή δείγματος από το ίδιο κύτταρο, επεκτείνοντας τις πιθανές χρήσεις του. Και το υψηλό επίπεδο ημι-αυτοματισμού της πλατφόρμας έχει επιταχύνει δραματικά τη διαδικασία, επιτρέποντας στους επιστήμονες να εξάγουν δεδομένα από πολλά περισσότερα μεμονωμένα κύτταρα, με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια και αποτελεσματικότητα από ό,τι ήταν προηγουμένως δυνατό, δείχνει η μελέτη. 

Επί του παρόντος, οι τεχνικές για τη μελέτη μεμονωμένων κυττάρων συνήθως τα καταστρέφουν, που σημαίνει ότι ένα κύτταρο μπορεί να μελετηθεί είτε πριν από τη θεραπεία είτε μετά. 

Αυτή η συσκευή μπορεί να κάνει επανειλημμένα μια «βιοψία» ενός ζωντανού κυττάρου κατά τη διάρκεια της έκθεσης σε θεραπεία καρκίνου, δειγματίζοντας μικροσκοπικά εκχυλίσματα του περιεχομένου του χωρίς να το σκοτώσει, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρατηρήσουν την αντίδρασή του με την πάροδο του χρόνου. 

Κατά τη διάρκεια της μελέτης, η διεπιστημονική ομάδα, με βιολόγους και μηχανικούς, εξέτασε την αντοχή των καρκινικών κυττάρων στη χημειοθεραπεία και την ακτινοθεραπεία χρησιμοποιώντας γλοιοβλάστωμα (GBM) - την πιο θανατηφόρα μορφή όγκου στον εγκέφαλο - ως δοκιμαστική περίπτωση, λόγω της ικανότητάς του να προσαρμόζεται στη θεραπεία. και να επιβιώσει. 

Τα ευρήματά τους δημοσιεύονται σήμερα (7 μ.μ. GMT/2 μ.μ. ET, Τετάρτη, 6 Μαρτίου) στο περιοδικό Προκαταβολές Επιστήμη. 

Σημαντική ανακάλυψη 

Ένας από τους αντίστοιχους συγγραφείς της εργασίας, η Δρ Lucy Stead, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βιολογίας του Καρκίνου του Εγκεφάλου στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Leeds, δήλωσε: «Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη. Είναι η πρώτη φορά που έχουμε μια τεχνολογία όπου μπορούμε πραγματικά να παρακολουθούμε τις αλλαγές που συμβαίνουν μετά τη θεραπεία, αντί να τις υποθέτουμε απλώς. 

«Αυτός ο τύπος τεχνολογίας θα προσφέρει ένα επίπεδο κατανόησης που απλώς δεν είχαμε ποτέ πριν. Και αυτή η νέα κατανόηση και διορατικότητα θα οδηγήσει σε νέα όπλα στο οπλοστάσιο μας ενάντια σε όλους τους τύπους καρκίνου». 

Το GBM είναι ο καρκίνος που χρειάζεται περισσότερο από αυτά τα νέα όπλα, επειδή εδώ και 20 χρόνια δεν υπήρξε καμία βελτίωση στην επιβίωση σε αυτήν την ασθένεια. 

Υστερεί τόσο πολύ και πιστεύουμε ότι αυτό οφείλεται στην εξαιρετικά «πλαστική» φύση αυτών των όγκων – της ικανότητάς τους να προσαρμόζονται στη θεραπεία και να επιβιώνουν από αυτήν. 

Γι' αυτό είναι τόσο σημαντικό να μπορούμε να παρατηρούμε και να χαρακτηρίζουμε δυναμικά αυτά τα κύτταρα καθώς αλλάζουν, ώστε να μπορούμε να χαρτογραφήσουμε το ταξίδι που μπορούν να κάνουν αυτά τα κύτταρα και στη συνέχεια να βρούμε τρόπους να τα σταματήσουμε σε κάθε στροφή. Απλώς δεν μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό με τις τεχνολογίες που είχαμε». 

Δρ Lucy Stead, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βιολογίας Καρκίνου Εγκεφάλου, Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Λιντς

Μεταμορφωτικός 

Ο Δρ Στεντ ηγείται της ερευνητικής ομάδας Glioma Genomics στο Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας του Λιντς στο Νοσοκομείο St James's, η οποία επικεντρώνεται στην προσπάθεια θεραπείας των όγκων του εγκεφάλου GBM. Και πρόσθεσε: «Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να μεταμορφώσει τον συγκεκριμένο καρκίνο, βοηθώντας μας να εντοπίσουμε επιτέλους αποτελεσματικές θεραπείες για αυτήν την απαίσια, ανίατη ασθένεια». 

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε κυρίως από το The Brain Tumor Charity, το οποίο θεωρεί τον πρώην ποδοσφαιριστή της Λιντς, Dominic Matteo, ως έναν από τους υψηλού προφίλ υποστηρικτές της. Ο Matteo δεν είχε GBM, αλλά υποβλήθηκε σε χειρουργική επέμβαση για αφαίρεση όγκου στον εγκέφαλο το 2019. 

Ο Δρ Simon Newman, επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος στο The Brain Tumor Charity, δήλωσε: «Γνωρίζουμε ότι τα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος ανταποκρίνονται διαφορετικά στη θεραπεία, αναπτύσσοντας συχνά αντίσταση στη θεραπεία που οδηγεί σε υποτροπή. Η ανάπτυξη αυτής της νέας τεχνολογίας, η οποία μπορεί να εξαγάγει δείγματα από κύτταρα όγκου που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο πριν και μετά τη θεραπεία, θα δώσει μια μοναδική εικόνα για το πώς μπορεί να αναπτυχθεί ανθεκτικότητα στα φάρμακα και να οδηγήσει σε ανάπτυξη όγκων ξανά. 

«Ελπίζουμε ότι αυτό το σημαντικό έργο, που χρηματοδοτείται από το The Brain Tumor Charity, θα βελτιώσει τις γνώσεις μας για αυτούς τους περίπλοκους όγκους του εγκεφάλου και θα μας επιτρέψει να βρούμε νέες, πιο αποτελεσματικές θεραπείες – κάτι τόσο επειγόντως απαραίτητο για όσους αντιμετωπίζουν αυτή την καταστροφική ασθένεια». 

Συνεργατική 

Η μελέτη ήταν μια συνεργασία μεταξύ ερευνητών από το Κέντρο Bragg του Leeds για την Έρευνα Υλικών. Leeds' School of Electronic and Electrical Engineering; Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας του Λιντς και το Ινστιτούτο Earlham, Norwich, οι οποίοι μελέτησαν μεμονωμένα κύτταρα GBM για μια περίοδο 72 ωρών. 

Χρησιμοποίησαν τη νανοχειρουργική πλατφόρμα, η οποία είναι πολύ μικρή για να τη χειριστεί κανείς με το χέρι. Οι μικροσκοπικές βελόνες ελέγχονται επακριβώς από ρομποτικό λογισμικό για να τις μεταφέρει στη θέση τους, μέσα στα κελιά του τρυβλίου Petri. Η δεύτερη βελόνα της νανοπιπέτας παίζει θεμελιώδη ρόλο στον έλεγχο του εξοπλισμού. 

Η συσκευή επιτρέπει στους επιστήμονες να λαμβάνουν επανειλημμένα δείγματα, για να μελετήσουν την εξέλιξη της νόσου σε ένα μεμονωμένο κύτταρο. Μεγάλη έρευνα για τη μοριακή βιολογία διεξάγεται σε πληθυσμούς κυττάρων, δίνοντας ένα μέσο αποτέλεσμα που αγνοεί το γεγονός ότι κάθε κύτταρο είναι διαφορετικό. 

Μερικά κύτταρα πεθαίνουν κατά τη διάρκεια της θεραπείας, αλλά άλλα επιβιώνουν. Το κλειδί για την εύρεση μιας θεραπείας είναι να κατανοήσουμε τι επιτρέπει σε ένα κύτταρο να επιβιώσει και τι συμβαίνει σε αυτά που πεθαίνουν. 

Ακρίβεια άνευ προηγουμένου 

Επικεφαλής συγγραφέας Dr Fabio Marcuccio, Επιστημονικός Συνεργάτης στην Ιατρική Σχολή στο Imperial College London, που πραγματοποίησε την έρευνα ενώ βρισκόταν στο Λιντς, είπε: «Η συσκευή μας επιτρέπει τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο τα καρκινικά κύτταρα του εγκεφάλου προσαρμόζονται στη θεραπεία με την πάροδο του χρόνου, με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτό το εργαλείο θα παρέχει δεδομένα που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντικές βελτιώσεις στη θεραπεία και τις προγνώσεις του καρκίνου». 

Και πρόσθεσε: «Αυτή η εργασία είναι το αποτέλεσμα μιας συλλογικής προσπάθειας με τους συναδέλφους μου και συνεπικεφαλής τον Δρ. Chalmers Chau, ερευνητή στη Βιονανοτεχνολογία στο Leeds' School of Electronic and Electrical Engineering, και την Dr Georgette Tanner, πρώην από το Leeds, τώρα βιοπληροφορική στο Oxford Nanopore Technologies, της οποίας η συμβολή ήταν θεμελιώδης στον πειραματικό σχεδιασμό και την ανάλυση δεδομένων. Αυτό καταδεικνύει τη σημασία της δημιουργίας μιας διεπιστημονικής ομάδας για την αντιμετώπιση των μεγαλύτερων προκλήσεων της εποχής μας». 

Η πλαστικότητα των καρκινικών κυττάρων – η ικανότητα των κυττάρων να αλλάζουν τη συμπεριφορά τους – είναι μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη θεραπεία του καρκίνου, καθώς παραμένει ελάχιστα κατανοητή. Τα καρκινικά κύτταρα GBM είναι ιδιαίτερα «πλαστικά»: μπορούν να προσαρμοστούν πολύ γρήγορα και αυτό πιστεύεται ότι τα βοηθά να αναπτύξουν αντίσταση στην ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία. Μαθαίνοντας πώς αυτά τα κύτταρα προσαρμόζονται και στη συνέχεια πώς μπορούμε να τα μπλοκάρουμε, θα μπορούσε να αποτρέψει την επανεμφάνιση του καρκίνου, κάτι που συμβαίνει σχεδόν πάντα με το GBM. 

Η Camilla Hawkins, εργοθεραπεύτρια από το Λονδίνο, διαγνώστηκε με GBM τον Αύγουστο του 2022. Η 55χρονη είπε: «Οποιαδήποτε ευρήματα, όπως αυτά, που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενημέρωση νέων θεραπειών, πρέπει να είναι ευπρόσδεκτα. Αξίζει να ζήσετε μια εκτεταμένη καλή ποιότητα ζωής, ακόμη και όταν η πρόγνωση είναι τερματική». 

Αποφασιστικής σημασίας 

 Ο άλλος αντίστοιχος συγγραφέας και συν-επικεφαλής Dr Paolo Actis, Αναπληρωτής Καθηγητής Βιο-Νανοτεχνολογίας στη Σχολή Ηλεκτρονικών και Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Leeds, εργάζεται πάνω στο εργαλείο νανοβιοψίας για περίπου 15 χρόνια και είπε τις νέες δυνατότητές του, σε σύγκριση με το αρχικό του πεδίο. , παρείχε «αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα». 

Και πρόσθεσε: «Τα καρκινικά κύτταρα που δεν σκοτώνονται με τη χημειοθεραπεία είναι αυτά που κάνουν τον καρκίνο να αναπτυχθεί ξανά και να οδηγήσει στον θάνατο. 

«Το εργαλείο μας μπορεί να εντοπίσει αυτά τα κύτταρα και τώρα μπορούμε να κάνουμε βιοψίες σε αυτά, ώστε να μπορούμε να μελετήσουμε συγκεκριμένα πώς έχουν αλλάξει αυτά που επιβίωσαν από τη θεραπεία. 

«Αυτό είναι πολύ σημαντικό, καθώς όσο περισσότερο μπορούμε να καταλάβουμε πώς αλλάζουν τα κύτταρα, τόσο περισσότερα φάρμακα μπορούμε να αναπτύξουμε για να τα εμποδίσουμε να προσαρμοστούν». 

Ο Δρ Στεντ είπε ότι πρέπει να διεξαχθεί περαιτέρω έρευνα, χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνολογία σε πολλά περισσότερα δείγματα στο εργαστήριο και σε ανθρώπους, αλλά ότι είχε ήδη δώσει εξαιρετικά πολύτιμες πληροφορίες. 

Πρόσθετη χρηματοδότηση παρασχέθηκε από την Έρευνα και την Καινοτομία του Ηνωμένου Βασιλείου και την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. 

Μελέτη περίπτωσης

Η ιστορία της Καμίλα 

Η Camilla Hawkins διαγνώστηκε με πολυεστιακό πολύμορφο όγκο εγκεφάλου γλοιοβλάστωμα τον Αύγουστο του 2022. 

Η εργοθεραπεύτρια, από το Λονδίνο, τηλεφώνησε στην υπηρεσία GP της για συμβουλές αφού προσπάθησε να βρει τις κατάλληλες λέξεις σε μια συνάντηση εργασίας. 

Στην αρχή, οι γιατροί νόμιζαν ότι μπορεί να είχε υποστεί εγκεφαλικό και αφού μίλησε με έναν ασκούμενο γιατρό, ο οποίος τη συμβούλεψε να επισκεφτεί το τοπικό τμήμα Επειγόντων Περιστατικών, εισήχθη σε θάλαμο εγκεφαλικών επεισοδίων. Ακολούθησαν τρεις εβδομάδες ερευνών, πριν μάθει τη διάγνωσή της. Όπως είναι λογικό, η είδηση ​​προκάλεσε τεράστιο σοκ.  

Ο 55χρονος λάτρης και εθελόντρια του parkrun, ο οποίος έτρεξε στον Μαραθώνιο του Λονδίνου για την υποστήριξη του The Brain Tumor Charity πέρυσι, λέει: «Μόλις πέρασα από έναν ικανό και ενεργό εργοθεραπευτή σε έναν εσωτερικό ασθενή, τελικά διαγνώστηκα με ανίατο εγκέφαλο. όγκου με περιορισμένο προσδόκιμο ζωής. 

«Είχα εργαστεί στην ογκολογία πριν από πολλά χρόνια και στον ιό HIV για περισσότερα από 25 χρόνια, επομένως γνώριζα τα στατιστικά στοιχεία ότι ένας στους δύο ανθρώπους θα διαγνωστεί με καρκίνο στη ζωή του. 

«Ωστόσο, η πιθανότητα να έχω όγκο στον εγκέφαλο δεν είχε κυριολεκτικά μπει στο μυαλό μου (χωρίς λογοπαίγνιο!) Είχα σχολιάσει ακόμη και στον Σύμβουλο Εγκεφαλικού, "τουλάχιστον δεν είναι όγκος στον εγκέφαλο!" 

«Αυτός ο τύπος όγκου βρίσκεται πάντα στο στάδιο 4 και δεν υπάρχει θεραπεία. 

«Υπάρχει τόσο λίγη έρευνα για αυτήν την πάθηση και η έλλειψη έρευνας σημαίνει ότι πολλοί άνθρωποι - συμπεριλαμβανομένου εμένα - αναζητούν άλλους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να ελέγξουμε τον καρκίνο μας. Όλα τα είδη των πραγμάτων προτείνονται ως δυνατότητες στα φόρουμ ασθενών και στον ιστό, αλλά κανένα από αυτά δεν υποστηρίζεται από στοιχεία, επομένως οι επαγγελματίες του ιατρικού τομέα δεν μπορούν να τα σχολιάσουν. 

«Κατανοώ ότι με μια ομάδα ασθενών που όλοι θα είναι τερματικοί, η έρευνα θα είναι προκλητική, αλλά οποιαδήποτε ευρήματα, όπως αυτά, που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενημέρωση νέων θεραπειών, πρέπει να είναι ευπρόσδεκτα. Αξίζει να ζήσετε μια εκτεταμένη καλή ποιότητα ζωής, ακόμη και όταν η πρόγνωση είναι τερματική». 

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.news-medical.net/news/20240306/Breakthrough-nanopipette-enables-real-time-observation-of-cancer-cell-reactions-to-treatment.aspx