جهاز ميكروفلويدي لعزل النقائل في سرطان البنكرياس

يقع البنكرياس بين المعدة والعمود الفقري، ويشرف على عملية الهضم وسكر الدم في الجسم، وهو أيضًا موطن لسرطان غدي قنوي بنكرياسي عدواني، يُسمى سرطان القناة البنكرياسية الغدي (PDAC).

سرطان البنكرياس القنوي

يُعد سرطان البنكرياس القنوي (PDAC) النوع الأكثر شيوعًا من سرطان البنكرياس، وهو ثالث أكثر أسباب الوفاة بالسرطان شيوعًا في الولايات المتحدة.

يصعب اكتشافه، ويتكرر في حوالي 70% من الحالات بعد العلاج. 13% فقط من المصابين به يبقون على قيد الحياة لأكثر من خمس سنوات.

يدرس فريق من الجراحين وأطباء التخدير والمهندسين في جامعة إلينوي بشيكاغو كيفية تأثير الليدوكايين، وهو مخدر موضعي شائع، على خلايا سرطان البنكرياس التي تُطلق في مجرى الدم أثناء الجراحة.

ويُقيّم أحدث تطور لهم طريقةً لالتقاط هذه الخلايا الضارة، ونُشر في مجلة " مختبر على رقاقة" .

قالت الدكتورة جينا فوتا-فيليس، أستاذة التخدير في كلية الطب بجامعة إلينوي في شيكاغو والباحثة الرئيسية: "أتوقع حقًا أن تساعد نتائج هذه الدراسة مرضانا".

وأضافت: "إن فكرة أن الليدوكايين، الذي استُخدم لتسكين الألم لأكثر من 65 عامًا، قد يُخفف من انتشار الورم ويؤثر إيجابًا على نتائج المرضى، فكرة مبتكرة للغاية".

كيف تنتشر الخلايا السرطانية؟

الخلايا السرطانية المنتشرة هي خلايا سرطانية تنفصل عن الورم - غالبًا أثناء جراحة استئصاله - وتنتقل إلى مجرى الدم.

المرضى الذين لديهم خلايا سرطانية منتشرة أكثر عدوانية في دمائهم تكون توقعاتهم أسوأ ومعدلات تكرارهم أعلى.

قالت فوتا-فيليس إنه يجب على المرضى التعافي من الجراحة قبل بدء العلاج الكيميائي.

خلال هذه الفترة، يمكن لخلايا الورم المنتشرة (CTCs) أن تنتشر في جميع أنحاء الجسم وتُسبب أورامًا جديدة.

لكن أظهرت الدراسات الأولية المخبرية أن الليدوكايين قد يعيق الخلايا من الاندفاع خارج مجرى الدم، بل يحبسها ليتم التخلص منها بشكل طبيعي بواسطة جهاز المناعة.

وأضافت: "الخلايا السرطانية الدائرية هي بذرة النقائل. إذا استطعنا اكتشافها وتقليل عدوانيتها بحقن الليدوكايين، فقد نخفض خطر عملية النقائل".

طرق مبتكرة لعزل الخلايا السرطانية

لأن الخلايا السرطانية المنتشرة نادرة، فإن عزلها قد يعني سحب ما بين 30 و40 خلية من مليارات الخلايا الموجودة في مجرى الدم، تمامًا كما لو كنا نستخرج إبرة من كومة قش.

لهذا السبب، تعاونت فوتا-فيليس مع زميله في مركز السرطان بجامعة إلينوي، إيان بابوتسكي، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في كلية الهندسة بجامعة إلينوي في شيكاغو.

مساهمته في المشروع هي جهاز ميكروفلويدي صغير، مصنوع من الزجاج والبلاستيك، بطول بوصتين فقط، ويحتوي على قنوات أعرض بقليل من شعرة.

يعزل الجهاز الخلايا السرطانية من عينة دم المريض بناءً على حجمها - وهي عملية تُعرف باسم الخزعة السائلة.

قال بابوتسكي: "عادةً ما تكون خلايا السرطان أكبر حجمًا من خلايا الدم البيضاء ، والتي بدورها أكبر حجمًا من خلايا الدم الحمراء. كما أن خلايا السرطان تميل إلى أن تكون أكثر ليونة وقابلية للتشكيل. عندما نضع الدم في هذا الجهاز، يمكننا تصفية خلايا السرطان دون تعديل الخلايا أو إتلافها".

في عام 2019، أثبت فريق بابوتسكي أن هذه الطريقة تلتقط الخلايا السرطانية بدقة تصل إلى 93%.

هذه المرة، قارن الباحثون طريقة بابوتسكي بأداة متوفرة تجاريًا تُسمى EasySep، والتي تفصل الخلايا مغناطيسيًا.

أوضح بابوتسكي أن الفصل المغناطيسي قد يكون قاسيًا، وقد يُدمر الخلايا التي يحاول التقاطها.

اختبر الباحثون كلا النظامين - EasySep وطريقتهم الأصلية - على عينات دم من مرضى سرطان البنكرياس، ووجدوا أن طريقة باباوتسكي استعادت 8 أضعاف عدد خلايا السرطان، وعالجت عينات الدم بشكل أسرع، في أقل من 20 دقيقة.

وقال بابوتسكي: "نجاح هذه الطريقة مهم للغاية بالنسبة لسرطانات بدون أعراض مثل سرطان البنكرياس، حيث قد يكون سحب الدم هو الطريقة الوحيدة لتشخيص المرض في وقت مبكر".

وقال الدكتور بيير جوليانوتي، الباحث المشارك ورئيس قسم الجراحة العامة والجراحة الأقل تدخلاً والروبوتية في كلية الطب، إن هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام الجيل القادم من العلاج الطبي الشخصي.