Родинка-татуировка поможет диагностировать рак на ранних стадиях

Просмотров: 40

Культура клеток вырабатывающих меланин в ответ на повышение концентрации ионов кальция

A.Tastanova et al./ Science Translation Medicine, 2018

Швейцарские генные инженеры создали родинку-татуировку для обнаружения рака на ранней стадии, сообщается в Science Translational Medicine. Ученые использовали клетки, темнеющие при повышенном содержании кальция в крови, которое характерно для некоторых видов рака.

Хорошо известно, что обнаружение рака на ранней стадии, еще до появления внешних симптомов, может значительно улучшить прогноз выживаемости больного. Некоторые виды этого заболевания (рак груди, толстого кишечника, простаты и легких) характеризуются повышением концентрации ионов кальция в крови, поэтому исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха под руководством Мартина Фюсснеггера (Martin Fussenegger) предположили, что начало заболевания можно заметить, отслеживая уровень кальция в крови.

Один из природных сенсоров повышения концентрации кальция в крови — кальций-чувствительный рецептор (КЧР), который способен распознать легкую или умеренную гиперкальциемию. Она часто остается незамеченной у больных вообще без симптомов или с неспецифическими симптомами вроде слабости или анорексии. Поэтому исследователи предположили, что КЧР может оказаться подходящим детектором рака на ранних (бессимптомных) стадиях.

Авторы статьи сконструировали клетки, в которых при повышении уровня ионов кальция экспрессируется КЧР. Он, в свою очередь, инициирует синтез специального фермента, катализирующего производство темного пигмента меланина. Большое количество пигмента в клетках заставляет их темнеть. На основе клеток ученые сделали родинку-татуировку, которая темнеет при слабой или умеренной гиперкальциемии.

Работу клеток исследователи сначала проверяли in vitro. Авторы замеряли динамику выработки меланина при разных концентрациях ионов кальция, а также проверили «живучесть» родинки. Для ее действенной работы необходимо, чтобы она была заметна продолжительное время — в естественных условиях меланин сохраняется в вырабатывающих его клетках несколько недель. Чтобы выяснить, будет ли пигмент сохраняться также долго в искусственно созданных клетках, ученые полгода подержали их при комнатной температуре и убедились, что меланин в них сохраняется.

Затем исследователи проверяли действенность татуировки на генномодифицированных голых мышах, на коже которых хорошо видно потемнение «родинки» а потом и на обычных мышах. Мышей делили на две группы и вводили им культуру клеток, темнеющих в присутствии ионов кальция. Экспериментальной группе также вводили клетки опухоли аденокарциномы толстого кишечника, которая инициирует повышение уровня кальция в крови, а контрольной группе — вариант аденокарциномы, которая не влияет на концентрацию кальция. В результате у экспериментальных мышей, татуировка темнела, а у контрольных животных оставалась без изменений.

Наверху — голая мышь с «родинкой». Внизу — мышь из контрольной группы.

A.Tastanova et al. / Science Translation Medicine

Исследователи отмечают, что сделали только прототип сенсора. Они предполагают, что в будущем татуировка поможет людям самостоятельно отслеживать состояние здоровья. Но у нее есть, как минимум, один недостаток — время жизни «родинки» не больше года, после этого срока ее нужно менять.

Сейчас медицинские татуировки применяют для доставки в организм некоторых лекарств или вакцин. Иногда этот способ оказывается эффективнее, чем внутримышечные уколы. Также ученые предложили с помощью татуировок определять уровень сахара в крови у больных диабетом и облегчать симптомы аутоимунных заболеваний.

Источник: https://nplus1.ru/news/2018/04/20/cancer-tatoo