Laser, ki uničuje rakave celice

Na vidiku je morda novo zdravljenje proti raku: naprava z laserskim žarkom, ki lahko zazna in ubije rakave celice, ki krožijo v naši krvi. V raziskavi, objavljeni v Science Translational Medicine, so raziskovalci razvili tehnologijo, ki lahko sledi rakavim celicam z večjo natančnostjo kot običajne metode. Z laserji so sevali na kožo bolnika in z uporabo toplotnih in zvočnih valov našli celice raka.


Laser uničuje rakave celice

Večina običajnih metod odkrivanja raka je omejena, ko gre za diagnosticiranje raka v njegovih zgodnjih – in najbolj ozdravljivih – stadijih raka. Ta sistem je 1000-krat bolj občutljiv od podobnih sistemov. Pri bolnikih z rakom natančno odkrije tumorske celice v kar 27 primerih od 28-ih. Ne le to, raziskovalci so lahko celo ubili velik odstotek teh celic. Z nadaljnjimi raziskavami in razvojem bi ta sistem lahko predstavljal prihodnost zdravljenja raka. Obljublja temeljito, vendar neinvazivno metodo odkrivanja in ubijanja rakavih celic, še preden se le te razširijo in ustvarijo nadaljnje tumorje v telesu. »Ta tehnologija lahko zavira napredovanje metastaz,« pravi Vladimir Zharov, glavni raziskovalec in direktor centra za nanomedicino na Univerzi v Arkansasu za medicinske znanosti.

Kaj povzroča raka?

Rak je širok pojem za več bolezni, kjer se celice delijo in širijo v okoliška tkiva. To širjenje se lahko začne od koderkoli v telesu. Zdrave celice odmrejo, ko postanejo poškodovane ali stare, nove celice pa jih nadomestijo. Rakaste celice ostanejo, čeprav so stare, poškodovane in nenormalne. Zaradi tega nove celice postanejo nepotrebne in brez ustrezne funkcije v telesu se še naprej delijo, kar ustvari tumor.

Te tumorske celice se širijo s tem, ko napadejo bližnje tkivo in tudi s širjenjem po celem telesu preko krvnega ali limfnega sistema. Tako nastanejo metastaze. Širjenje iz prvotnega tumorja na vitalne organe lahko povzroči smrt. Rak je genetska bolezen, saj spreminja naše gene in vpliva na njihovo delovanje. Čeprav lahko podedujemo gene, ki lahko povečajo tveganje za nastanek raka, lahko rak nastane tudi zaradi poškodbe DNK zaradi okoliščin iz zunanjega okolja, kot so na primer tobak in ultravijolični sončni žarki.


Kako deluje laserski detektor rakavih celic

Zharov in njegova ekipa so svojo tehnologijo preizkusili na bolnikih z melanomom (kožnim rakom). Raziskovalci so laser usmerili v veno in energijo pošiljali v krvni obtok. To je ustvarilo toploto, zaradi katere so se rakave celice razširile. Rakave celice namreč absorbirajo več te svetlobne energije kot zdrave celice. To ustvarja zvočne valove, ki jih zazna in posname ultrazvočna naprava, nameščena nad kožo poleg laserskega žarka. Ti ultrazvočni posnetki razkrivajo lokacijo rakavih celic, ki prehajajo skozi krvni obtok.

Sposobnost ustvarjanja teh zvočnih valov je znana kot fotoakustični učinek, ki ga je Aleksander Graham Bell prvič odkril leta 1880. Zvočne valove je prenašal s svojim izumom, fotofonom in prvim telefonom. Zharova ekipa je v znak spoštovanja svoj izum poimenovala “citofon” (cito pomeni celica).

Ne le, da laser zazna rakave celice, temveč jih lahko tudi uniči. Vročina povzroči, da se okoli rakavih celic naberejo parni mehurčki. Mehurčki se nato razširijo in uničijo rakavo celico.

Rakave celice v krvi

“Citofon” in drugi sistemi za zaznavanje rakavih celic

Zharov je z ustvarjanjem tega sistema začel že pred desetimi leti. Svojo teorijo je najprej preizkusil na živalih, jo izpopolnil ter jo na koncu dokazal pri ameriškem Zveznem uradu za živila in zdravila (Food and Drug Administration). Z njihovo odobritvijo je lahko začel klinično testiranje – tako je začel s prvo neinvazivno metodo zdravljenja rakavih celic, ki je bila preizkušena na ljudeh.


Druge metode zaznavanja širjenja rakavih celic so običajno vključevale odvzem krvi in analizo krvnih celic zunaj telesa. Najbolj razvita dva sta:

1. CellSearch

Eno od teh naprav, imenovano CellSearch, je odobrila agencija FDA. Testira lahko majhne vzorce krvi, odvzete iz telesa. V standardni diagnostiki raka se ta način ne uporablja pogosto.

2. Zapestna naprava z univerze v Michiganu

Podobna tehnologija je napredovala dlje kot Cell Search. Raziskovalci z univerze v Michiganu so ustvarili naprave, ki se jih nosi na zapestju, in ki črpajo kri iz telesa, filtrirajo rakave celice in sproščajo čisto kri nazaj v žile. Ta tehnologija je bila preizkušena na psih in je skozi dve do tri ure skozi napravo pretočila za nekaj žlic krvi.

Ta zapestna naprava bledi v primerjavi z laserjem, ki lahko v eni uri testira liter krvi. Laser je presegel tudi CellSearch z napredno natančnostjo sledenja rakavih celic. Laser je od obeh metod boljši tudi zato, ker pri tem postopku kri ne gre izven telesa.


Prihodnost “citofona” in raziskav raka

»Pri enem bolniku smo pod laserskim žarkom uničili 96 odstotkov rakavih celic,« pravi Zharov. Skupaj s svojo ekipo upa, da bo laser še učinkovitejši, ko povečajo toploto, poslano v krvni obtok.

Za svoj naslednji projekt nameravata Zharov in njegova ekipa preizkusiti to napravo na veliki skupini udeležencev, ki se zdravijo z običajnimi metodami zdravljenjem raka. Skupina bo preizkusila učinke tega kombiniranega zdravljenja na širjenje rakavih celic. Upajo tudi, da bodo izboljšali tehnologijo, da bi našli tudi druge rakave celice, ne le melanoma.

Preberite tudi: Rak ščitnice: simptomi, ki jih ne smete prezreti!

VEČ VSEBIN: