Новое исследование, представленное на весенней конференции Американского химического общества (American Chemical Society - ACS), продемонстрировало, как крошечные круглые черви могут быть использованы для диагностики рака легких. Разработанное устройство "червь-на-чипе" в настоящее время обладает 70-процентной эффективностью в обнаружении клеток злокачественных новообразований.

Устройство "червь-на-чипе" отслеживает перемещение нематод к ароматическим молекулам, вырабатываемым клетками рака легких. Credit: Nari Jang

 

Люди давно используют обонятельные способности других организмов. Наиболее известным примером является использование собак. Обученные специальным образом домашние животные, способны обнаружить практически все - от наркотиков и взрывчатых веществ до рака и малярии. Помимо собак исследователи изучают другие организмы - мышей, саранчу и даже медоносных пчёл.  Ранее в этом месяце группа исследователей из Франции обучила муравьев распознавать  клетки рака. Предварительные результаты показали, что муравьи могут обнаруживать клетки злокачественных опухолей так же эффективно, как и собаки.

Однако в рамках последнего эксперимента ученые изучали  крошечных круглых червей - Caenorhabditis elegans. Предыдущие лабораторные исследования показали, что круглые черви перемещаются исключительно в направлении раковых клеток. Поэтому новый эксперимент был направлен на изучение этой поведенческой реакции в рамках простого диагностического теста.

"В отличие от нормальных клеток, злокачественные клетки легких вырабатывают другой спектр ароматических молекул", - объяснил Шин Сик Чой, руководитель исследования из Университета Мёнджи в Корее. "Давно известно, что обитающие в почве нематоды, C. elegans, реагируют на определенные запахи, поэтому нам пришла в голову идея использовать круглых червей для диагностики рака легких ".

Исследователи создали простой пластиковый чип с лунками на каждом конце, соединяющимися с каналом в центре, в котором находилось небольшое количество круглых червей. Культура с раковыми клетками была помещена в одну лунку, а здоровые клетки - в другую.

Через час исследователи обнаружили, что большая часть червей переместилась в лунку к злокачественным клеткам. Предварительные результаты свидетельствуют о том, что это устройство можно использовать для обнаружения раковых клеток с 70-процентной точностью.

 Чтобы подтвердить, что нематод привлекали именно ароматические частицы, исследователи провели тот же тест с использованием червей лишенных обонятельных рецепторов. В результате модифицированные черви не проявили какого-либо преимущественного поведения.

Другой эксперимент был направлен на то, какое именно летучее органическое соединение привлекало круглых червей. Исследователи обнаружили, что организмы привлекает молекула 2-этилгексанола, присутствующая в тканях рака легкого.

"Нам неизвестно, почему C. elegans привлекают ткани новообразований или 2-этилгексанол, но можно предположить, что они схожи с запахами их любимых продуктов питания", - рассказывает Со Джанг, второй автор проекта.

Работа пока находится на предварительной стадии, и исследователи ищут способы оптимизировать эффективность новой технологии. Тем не менее, в перспективе устройство "червь-на-чипе" может быть использовано для лечения целого ряда онкологических заболеваний доступным и неинвазивным способом.

"В сотрудничестве с медиками мы попытаемся выяснить, могут ли наши технологии обнаружить рак легких у пациентов на ранней стадии", - отметил Чой.

Источник: Американское химическое общество
https://www.eurekalert.org/news-releases/945810
 https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2022/march/worm-on-a-chip-device-could-someday-help-diagnose-lung-cancer.html