새로운 웨어러블 장치는 더 정확하게 암을 감지 할 수 있습니다.
미시간 대학의 연구원들은 순환하는 혈액에서 암을 감지하는 "정밀 의학의 전형"이라고 부르는 장치를 개발하고 테스트하고 있습니다.
앤아버에있는 미시간 대학교 로겔 암 센터의 유방암 연구 교수 인 스튜어트 B. 파드 노스 (Daniel Hayes) 박사는“생검을 원하는 사람은 아무도 없습니다.
생검은 침습적이며 불편할 수 있지만 현재 사람이 암에 걸 렸는지 여부를 판단하는 가장 정확한 방법입니다.
그러나 Hayes 박사는 "혈액에서 충분한 암세포를 얻을 수 있다면이를 사용하여 종양 생물학에 대해 배우고 환자를 직접 치료할 수 있습니다."라고 제안합니다.
Hayes 박사와 그의 팀은 최근 모든 검사를 통과하면 의료 전문가가 개인의 혈액 또는 소변 샘플을 채취하여 마커를 찾는 액체 생검을 대체 할 수있는 순환 혈액을 암세포에 "필터링"할 수있는 웨어러블 장치를 개발했습니다. 암.
암 종양은 세포를 혈액으로 방출합니다. 즉, 이론적으로는 적어도 혈액 샘플을 채취하고 분석함으로써 전문가가 암의 존재를 감지 할 수 있어야합니다.
그러나 악성 종양이있는 사람의 경우에도 혈액 샘플에서 종양이 혈액으로 빠르게 순환하여 혈액으로 방출되기 때문에 혈액 샘플이 많이 또는 전혀 드러나지 않을 수 있으며 단일 혈액 샘플.
이러한 합병증에 자극을 받아 Hayes 박사와 그의 미시간 대학 동료들은 액체 생검 검사의 모든 작업을 수행 할 수 있지만 실제로는 혈류에서 암세포를 "스캔"하는 장치를 고안했습니다.
당분간 팀은 개에서이 장치를 테스트하고 그 결과를 저널에보고했습니다. 네이처 커뮤니케이션.
효과적인 설계에 도달하기위한 도전
연구자들은 혈류에 들어가는 대부분의 암세포는 오래 살아남지 못하지만 살아남은 암세포는 신체의 다른 부위에 들어가 새로운 전이성 종양을 형성 할 수 있다고 설명합니다.
이미지 크레딧 : 김태현, Ph.D.
따라서 가능한 한 빨리 암의 존재를 감지하고 적절한 치료를 통해 암이 퍼지는 것을 방지하고 추가 손상을 입히는 것을 방지하는 것이 중요합니다.
혈중 암세포를 검사하기위한 웨어러블 장치를 개발하기로 결정했을 때 Hayes 박사와 동료들은 피해야하는 일련의 장애물에 직면했습니다.
첫째,이 장치의 크기는 약 2x2.75x1 인치이지만 일반적으로 책상 크기의 기계에 해당하는 혈액 검사 및 분석 기술에 모두 적합해야합니다. 그런 다음이 웨어러블 장치를 효과적이고 안전하게 만드는 방법을 찾아야했습니다.
"가장 어려운 부분은 모든 구성 요소를 하나의 장치에 통합 한 다음 혈액이 응고되지 않고 세포가 칩을 막히지 않으며 전체 장치가 완전히 무균 상태인지 확인하는 것이 었습니다."라고이 연구의 첫 번째 저자는 설명합니다. , 김태현, Ph.D.
팀은 이러한 모든 문제에 대한 몇 가지 창의적인 해결책을 제시했습니다. 첫째, 그들은 장치를 통해 흐르는 혈액을 항응고제 (항응고제) 인 헤파린과 혼합하는 방법을 발견했습니다. 그런 다음 그들은 암세포를 식별하는 데 도움이되는 칩의 항체에 영향을주지 않고 장치가 멸균 상태로 유지되도록하는 방법을 고안했습니다.
연구원들은이 장치의 핵심에있는 칩에 대해 산화 그래 핀을 사용하여 혈액에 존재하는 암세포의 80 % 이상을 포획 할 수있는 항체로 팁을주는 "필터링"메커니즘을 생성한다고 설명합니다.
‘정밀 의학의 전형’
이 장치를 테스트하기 위해 연구진은 건강한 개에게 인간 암세포를 주입했습니다. 연구팀은이 치료법이 주사 후 몇 시간 내에 면역 체계가 외부 세포를 제거하는 동물에게 장기적인 영향을 미치지 않는다고 확신합니다.
실험에서 연구자들은 암세포 주입 후 처음 몇 시간 동안 개에게 약한 진정제를 투여 한 다음 선별 장치를 장착했습니다.
또한 연구팀은 20 분마다 각 동물의 혈액 샘플을 수집하고 실험 장치에 삽입 한 것과 동일한 디자인의 칩을 사용하여 암세포를 개별적으로 선별했습니다.
연구진은 웨어러블 장치가 체외에서 혈액 샘플을 "스캔"할 때 동일한 칩보다 혈액 밀리 리터당 3.5 배 더 많은 암세포를 식별하고 수집한다는 사실을 발견했습니다.
“5 분마다 문 스냅 샷을 찍거나 비디오를 찍는 보안 카메라를 사용하는 것의 차이입니다. 침입자가 스냅 샷 사이에 들어 오면 그것에 대해 알지 못할 것입니다.”라고 연구 공동 저자 인 Sunitha Nagrath, Ph.D.
향후 연구에서 연구원들은 혈액 처리 속도를 높여 웨어러블 기기를 완성하는 것을 목표로합니다. 이를 더 테스트하기 위해 더 현실적인 맥락에서 조사자들은 이미 암에 걸린 개에게 사용할 계획입니다.
새로운 장치는 지금까지 많은 가능성을 보여 주었지만 Hayes 박사는 인간이 사용할 수있게 될 때까지 아직 갈 시간이 남아 있다고 믿습니다. 그는 팀이 3 ~ 5 년 내에 인간 참가자를 대상으로 임상 시험을 수행 할 수있을 것으로 예상합니다.
"이것은 정밀 의학의 전형이며, 현재 종양학 분야에서 매우 흥미 진진합니다."
Daniel Hayes 박사
