Станет ли магнитоцитометр, разработанный НАН Беларуси, новой методикой ранней диагностики рака?

Ученые Национальной академии наук Беларуси установили, что опухолевые и здоровые клетки нашего организма реагируют на магнитные поля по-разному. Причем чем интенсивнее растет опухоль, тем больше магнитные характеристики ее клеточных проб отличаются от нормы. А это открывает перспективу не просто заметить грозящую человеку опасность, но и быстро установить, насколько далеко зашла болезнь.

— То, что нами вместе с коллегами из Института тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова (ИТМО) НАН предложено, еще нельзя назвать диагностическим методом, — поясняет руководитель темы, ведущий научный сотрудник Института физиологии НАН Татьяна Терпинская. — Пока это только модель, проверенная на нескольких формах рака, которая показывает, что магнитные свойства клеток могут отражать развитие патологии. Есть феномен, который мы хорошо исследовали в лабораторных условиях, есть оригинальный, высокочувствительный прибор для измерения магнитных свойств клеток — магнитоцитометр, созданный в ИТМО группой доктора физико-математических наук Бронислава Кашевского, есть экспериментальное обоснование возможности использования клеточного магнитофореза на практике, которое мы сделали, выполняя совместный проект, финансируемый республиканским фондом фундаментальных исследований. 

В итоге, как надеются специалисты, это позволит сделать новый шаг в диагностике онкологических заболеваний: она станет более оперативной, менее затратной, а главное — более точной, так как магнитоцитометр позволяет увидеть признаки патологических изменений клеток, недоступные другим приборам. Это не означает, что все, что используется сегодня для распознавания болезни, следует отвергнуть. Клеточный магнитофорез может стать важным дополнением к существующим методам, средством оперативной оценки, за которой, если будет получен первый тревожный сигнал, должны следовать уточняющие специализированные обследования.

Как будет выглядеть такая диагностика, охотно продемонстрировал научный сотрудник Института тепло- и массообмена Антон Жолудь, у которого уже накоплена огромная научная «фильмотека» о поведении клеток в магнитном поле. В магнитоцитометр он поместил специальную кювету с плавающими в суспензии клетками, которые незадолго до этого были извлечены из пораженной раковой опухолью селезенки лабораторной мыши, и включил магнитное поле.

На мониторе компьютера, куда вывели изображение от микроскопа, было хорошо видно, как клетки начали постепенно оседать на дно. И если бы меня не предупредили, что при этом должно произойти, я, пожалуй, ничего заслуживающего внимания не заметил бы. Ну тонут себе клетки и тонут. Однако вся хитрость состояла в том, что при своем движении вниз, они перемещаются не строго параллельно боковой стенке кюветы, за которой установлен постоянный магнит, а едва заметно отклоняясь в сторону. В какую — это зависит от магнитных свойств клеток. Они могут отталкиваться от магнита (диамагнитные) или притягиваться к нему (парамагнитные).

Опухолевые клетки, оказывается, обладают более сильными диамагнитными свойствами, чем нормальные.

Все эти «шатания» — величины настолько малые (речь идет о микронах), что зафиксировать направление движения и степень отклонения от вертикали одновременно сотен клеток может только компьютер, вооруженный специальной программой, разработанной в ИТМО. Клетки он ни за что не перепутает и точно отследит траекторию каждой. Причем ему не нужно ждать, пока все они осядут на дно. Достаточно двух минут наблюдения, и можно увидеть «магнитную характеристику» ткани, основанную на процентном соотношении клеток с различной степенью диамагнитности или парамагнитности. 

В нашем случае опыт был демонстрационным, мы заранее знали, какие клетки находились в кювете, и компьютер это безошибочно подтвердил.

Как бы там ни было, это исследование открывает перспективы использования феномена не только в диагностике онкологических заболеваний, но и в технологиях лечения незаживающих ран, терапии с помощью стволовых клеток, в биологии, микробиологии, фармацевтике — для получения особо чистых суспензий клеток. И о том, что будущее у этого направления есть, говорит тот факт, что подобные исследования уже ведутся в США, Японии и других развитых странах.
 

Почему опухолевые и нормальные клетки ведут себя в магнитном поле по-разному? На физическом уровне четкого понимания процесса у науки пока нет, (как нет, кстати, полной ясности и с тем, что  изменяется в клетках при магнитной терапии, хотя проводится она уже давно и успешно). Есть лишь подсказка, которая говорит: изменения внутренней структуры и химических связей могут влиять на состояние электронов, а те в свою очередь предопределяют магнитные свойства. У молодых клеток состояние электронов несколько иное, а раковые клетки как раз и представлены преимущественно молодыми, так как аномально быстро делятся.