Tech

การสังเกตการแพร่กระจายของมะเร็งในหนู

การใช้เทคนิคที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ของ MIT สามารถวัดอัตราการสร้างเซลล์เนื้องอกที่ไหลเวียน (CTCs) ในหนูทดลองได้ วิธีนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นได้ว่า CTC จะอยู่รอดได้นานแค่ไหนเมื่อปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด เทคนิคนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบได้ว่ามะเร็งชนิดต่างๆ แพร่กระจายไปทั่วร่างกายอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ศึกษา CTCs จากเนื้องอกในตับอ่อนและเนื้องอกในปอดสองประเภท ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการพัฒนากลยุทธ์หลายอย่างเพื่อจับเซลล์ที่เข้าใจยากเหล่านี้ โดยเปิดเผยข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับเนื้องอกของผู้ป่วย นอกจากนี้ยังสามารถช่วยให้แพทย์ติดตามว่าเนื้องอกตอบสนองต่อการรักษาอย่างไร การหา CTC ในหนูค่อนข้างยากเนื่องจากมีเลือดมากกว่า 1 มิลลิลิตร สกอตต์ มานาลิส ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมของ David H. Koch ในภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพและวิศวกรรมเครื่องกล กล่าวว่า “ความสามารถในการศึกษา CTC ในหนูทดลองสามารถช่วยให้นักวิจัยตอบคำถามที่โดดเด่นมากมายเกี่ยวกับความรวดเร็วของเนื้องอกในการผลัดเซลล์เหล่านี้ ระยะเวลาที่พวกมันอยู่รอด ในการไหลเวียนและประสิทธิภาพในการเพาะเนื้องอกใหม่” เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบระบบที่ช่วยให้พวกเขาสามารถเอาเลือดจากหนูที่มีเนื้องอกและไหลเข้าสู่หนูที่มีสุขภาพดี ผ่านท่อแยก เลือดจากหนูที่มีสุขภาพดีจะไหลกลับไปยังหนูที่มีเนื้องอก ระบบประกอบด้วยตัวนับเซลล์สองตัว (หนึ่งตัวสำหรับเมาส์แต่ละตัว) ที่ตรวจจับและกำจัดเซลล์เนื้องอกที่ไหลเวียนออกจากเลือด เมื่อใช้การตั้งค่านี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตเลือดทั้งหมดจากหนูแต่ละตัวได้ภายในเวลาไม่ถึงชั่วโมง พวกเขายังกำหนดความเข้มข้นของ CTC ในกระแสเลือดของหนูที่เป็นเนื้องอกและหนูที่มีสุขภาพดี จากข้อมูลดังกล่าว พวกเขาประเมินอัตราที่ CTC ถูกสร้างขึ้นในหนูเมาส์ที่มีเนื้องอก ระบบยังช่วยให้คำนวณค่าครึ่งชีวิตของเซลล์ได้อีกด้วย นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบระบบของพวกเขากับหนูที่มีเนื้องอก 3 ชนิด ได้แก่ มะเร็งตับอ่อน มะเร็งปอดชนิดเซลล์เล็ก และมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก พวกเขาพบว่าครึ่งชีวิตของ CTCs มีความคล้ายคลึงกันระหว่างเนื้องอกทั้งสามประเภทโดยมีค่าตั้งแต่ 40 วินาทีถึงประมาณ 250 วินาที อย่างไรก็ตาม อัตราการเกิดมีความแปรปรวนมากขึ้นระหว่างเนื้องอกประเภทต่างๆ เนื้องอกในปอดในเซลล์ขนาดเล็ก ซึ่งทราบกันดีว่ามีการแพร่กระจายอย่างรุนแรง สามารถหลั่ง CTC ได้มากกว่า 100,000 ตัวต่อชั่วโมง ในขณะที่เนื้องอกในปอดที่ไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็กและเนื้องอกในตับอ่อนสามารถหลั่ง CTC ได้เพียง 60 CTC ต่อชั่วโมง ผลลัพธ์ยังแสดงให้เห็นว่า CTCs ภายนอกยังคงมีอยู่นานกว่านั้นมาก นักวิทยาศาสตร์ยังได้เรียนรู้ด้วยว่าหนูที่มีสุขภาพดีที่ได้รับ CTC ในเวลาต่อมาพัฒนาการแพร่กระจาย แม้กระทั่งหลังจากแลกเปลี่ยน CTC สองสามพันครั้งแล้ว พวกเขาพบว่า CTC จากเนื้องอกในปอดเซลล์เล็กทำให้เกิดการแพร่กระจายในตับของหนูที่มีสุขภาพดีของผู้รับ เช่นเดียวกับที่ทำในหนูที่เกิดเนื้องอกขึ้น Bashar Hamza ปริญญาเอก ’20 กล่าวว่า “สิ่งที่เราตระหนักคือ CTCs เหล่านี้ที่เราฉีดเข้าไปในเมาส์ของผู้รับที่มีสุขภาพดีจะเริ่มเติบโตและสร้างการแพร่กระจายที่เราสามารถตรวจพบได้หลังจากผ่านไปสองสามเดือน เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่ได้สังเกตเพราะได้ตรวจสอบแล้วว่าเทคนิคการแลกเปลี่ยนเลือดของเรายังสามารถใช้เพื่อฉีดตัวอย่าง CTC ที่ใช้งานได้อย่างอ่อนโยนในสภาพแวดล้อมของเลือดตามธรรมชาติโดยไม่ต้องเพิ่มคุณค่าโดยใช้เทคนิคในหลอดทดลองที่รุนแรง” นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Alex Miller กล่าวว่า “ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยหวังว่าจะศึกษาว่าการรักษาด้วยยาแบบต่างๆ ส่งผลต่อระดับ CTC อย่างไร ด้วยระบบนี้ เราสามารถดูความเข้มข้นของ CTC แบบเรียลไทม์ ดังนั้นเราจึงสามารถดำเนินการบำบัดด้วยยาและดูว่า CTC ส่งผลต่อระยะเวลาครึ่งชีวิตและอัตราการสร้างอย่างไร” ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์กำลังวางแผนที่จะศึกษามะเร็งชนิดอื่นๆ รวมถึงมะเร็งในเลือด เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมน้ำเหลือง การอ้างอิงวารสาร: Hamza, B. , Miller, AB, Meier, L. et al. การวัดจลนศาสตร์และแนวโน้มการแพร่กระจายของ CTC โดยการแลกเปลี่ยนเลือดระหว่างหนูทดลอง แนท คอมมูนิตี้ 12, 5680 (2021). ดอย: 10.1038/s41467-021-25917-5

Back to top button