Большинство случаев смерти от рака связано с метастазами, которые распространяются от первичной опухоли к жизненно важным органам.  Ключевую роль в этом процессе играют циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК).

Специалисты из Университета Арканзаса под руководством Владимира Жарова создали фотоакустическую платформу «Цитофон» со сверхбыстрым лазером и ультразвуковыми преобразователями для непосредственного обнаружения меланинсодержащих ЦОК у пациентов с меланомой. Эта же платформа дает возможность сразу по обнаружении уничтожать ЦОК.

Черескожная доставка лазерных импульсов (без повреждения кожи) прямо в вену приводит к генерации акустических волн от ЦОК, усиливаемых паровыми нанопузырьками вокруг меланина, который нагревается сильнее остальных тканей. Данные колебания улавливаются ультразвуковыми преобразователями — так происходит выявление ЦОК.

Важно, что обнаружение акустических волн с использованием алгоритмов быстрой обработки сигналов делает фотоакустические данные устойчивыми к нормальным пигментам кожи и движению.

Еще важнее, что в процессе облучения лазером клетки меланомы поглощают слишком много тепловой энергии, расширяются и в конечном итоге разрушаются. Таким образом предотвращается развитие метастазов.

Результаты эксперимента, проведенного с участием 19 здоровых добровольцев и 28 пациентов с меланомой показали высокую точность метода. Ошибка диагностики возникла лишь у одного пациента с меланомой, ложноположительных результатов не было. Кроме точности, устройство демонстрирует еще и скорость: оно способно сканировать литр крови за час — намного быстрее, чем любые аналоги.  

Первые результаты терапии выглядят многообещающе: у одного пациента было уничтожено 96 % опухолевых клеток, и это еще до того, как лазер включили на полную мощность; еще у пяти были чуть менее внушительные, но тоже серьезные результаты.

Полученные данные предполагают, как минимум, возможность анализа крови с помощью «Цитофона» для раннего скрининга меланомы, оценки рецидивов заболевания и мониторинга физического уничтожения ЦОК посредством подсчета ЦОК в реальном времени.