Ранняя диагностика рака от компании Biological Dynamics

В мае 2018 года команда EverCare посетила очень интересное и довольно необычное мероприятие под названием The future of healthcare (Будущее здравоохранения). 

В данном видео мы расскажем о компании Biological Dynamics. Данная компания занимается разработкой недорогих решений для ранней диагностики онкологических заболеваний.

Сайт компании: https://biologicaldynamics.com/

 - Здравствуйте, Радж. Рады видеть Вас в Лас-Вегасе! Расскажите, пожалуйста, как создавалась ваша компания? Какие ценности для вас приоритетны?

 - Наша компания Biological Dynamics была основана в 2010 году. Наша главная ценность – работа над диагностикой рака на раннем этапе, что может помочь миллионам людей. Очень важно следить за состоянием здоровья онкологических пациентов, определять какие участки тела у них поражены и затем назначать им правильное лечение. Очень часто раннее выявление рака играет решающую роль, и шансы на выживание становятся 90% для любых видов рака. Но обычно болезнь определяется довольно поздно — на 3-ей или 4-ой стадиях, когда уже сложно помочь.

 - В чем особенность вашей технологии? За счет чего сокращается время на диагностику?

 - Главное, на чем базируется наша технология — так называемая внеклеточная ДНК, т.е. фрагменты ДНК, которые попадают в кровь из раковых клеток или из клеток, их окружающих. У большинства здоровых людей длина молекулы ДНК составляет 180 пар оснований в размере одной ДНК, а у больных раком эта длина гораздо больше – до 1000 пар оснований. Мы же изолируем для анализа этот участок, чтобы его рассмотреть, и по концентрации длинных молекул ДНК определяем характер опухоли и ее характеристики. Наша технология позволяет не только диагностировать опухоль как таковую, но и проанализировать успешность лечения по количеству длинных ДНК в течение определенного промежутка времени.

 - Расскажите, пожалуйста, о вашем устройстве.

 - У нас есть стационарное устройство, находящееся сейчас на этапе исследования до одобрения FDA. Порядок его использования таков: в картридж помещаются образцы в количестве до 8 единиц одновременно. В них находится до 150-300 микролитров плазмы. Сама система работает как с кровью, так и одновременно с плазмой и сывороткой. В итоге, контейнер с образцом использует движение жидкостей внутри, т.е. воздух толкает жидкость во внутрь картриджа, и включается электрическое поле, которое захватывает частицы с поверхности электрода. После этого Вы просто вынимаете герметично запечатанный картридж и отправляете его в отходы. Это очень простая и легкая в обращении система.

 - В чем основное ноу-хау этой системы?

 - Ключевую роль играет чип. Остальные части имеются в готовом виде. Технология, которую я разработал, когда учился в университете в Сан-Диего, а затем работал в компании, заключалась в том, чтобы построить чип и научить его работать с кровью, плазмой, сывороткой и другими компонентами. Эта технология называется электрокинетика переменного тока (ACE). Она находится в стороне от всего, с чем привыкло работать большинство специалистов. Система похожа на электрофорез, только для переменного тока. Как Вы помните, электрофорез разделяет молекулы, основываясь на отношении массы к заряду (положительный заряд идет к отрицательному электроду, отрицательный - к положительному). Что же касается электрокинетики переменного тока, то неважно, каков данный заряд – она зависит от частоты воздействующего на них электрического поля. Частицы того типа, который Вам нужен, осядут на поверхности электрода. В этом конкретном случае мы можем работать с ДНК, РНК, белками - систему можно использовать с любым набором образцов. К тому же, можно анализировать все образцы одновременно.

 - Какие виды рака можно определить с помощью вашей системы?

 - Наш продукт предназначен для анализа немелкоклеточного рака легких, но собранные нами данные показывают, что мы можем работать также с раком поджелудочной железы, раком предстательной железы, раком груди. Наша система работает с любыми видами рака, которые мы на ней тестировали, включая рак головного мозга. Когда опухоль возникает в мозгу, она проникает через барьер крови, и частицы ДНК оказываются в крови.

 - Расскажите, пожалуйста, о специфичности и чувствительности вашей системы.

 - Это зависит от вида рака, который Вы рассматриваете, и от биомаркера, который Вас интересует. Если рассматривать только внеклеточную ДНК, то первичные данные демонстрируют точность теста еще до проведения вторичного анализа. Площадь под кривой составляет 91%, что, конечно, высокодифференцированные показатели, и нам нужно собрать больше данных. Наш следующий шаг – собрать как можно больше данных и увидеть, будет ли уровень точности по-прежнему высоким. Затем, можно будет поработать с самой ДНК в более традиционной сфере: ПЦР, секвинирование.

 - У вас имеются данные о том, насколько раньше, по сравнению с традиционной диагностикой, Вы можете определять наличие рака?

 - Мы еще находимся в процессе определения этого срока, однако уже известно, что у нас достаточно данных для определения 1-й и 2-й стадий. Мы можем находить и отбирать фрагменты внеклеточных ДНК и белка, которые плавают в крови пациента уже на раннем этапе заболевания. Наша конечная цель – научиться определять рак между нулевой и первой стадиями. В это время шанс на выживание очень велик.

 - Я вижу, что у вас также имеются мобильные решения. Можете продемонстрировать их?

 - Да. Привлекательная сторона нашей системы заключается в том, что она основана на электрических полях. Это значит, что для запуска требуется устройство небольших размеров, без движущихся частей и с небольшим весом. Можете сами попробовать, какое оно легкое. Запускать его можно практически как с iPhone, так и с Android, хотя, в принципе, устройство можно научить работать с любым смартфоном. На данный момент наша цель – дойти до этапа, когда мы сможем устанавливать устройство в лабораториях. Оно запускается от аккумулятора смартфона, использует его камеру, чтобы снимать находящееся внутри системы, и после подключения открывается пользовательский интерфейс, где вводится информация о враче, о пациенте, о типе лечения. Далее берем картридж, помещаем внутрь образец крови. Весь процесс происходит внутри – ничего больше делать не нужно. Получается очень простой метод диагностики и отслеживания, процесс которого занимает около 10 минут.

 - Как выглядит конечный отчет?

 - Приложение отправляет данные на сервер, и он подсчитывает величину показаний в микролитре. Результатами можно сразу поделиться онлайн. Идея заключается в том, чтобы все, что можно делать на большом устройстве, можно было делать и на маленьком. Единственная разница - в том, что на большом устройстве можно запускать 8 образцов одновременно, из-за чего мы имеем более сложную конструкцию. Здесь же используется картридж с одним образцом, потому как устройство предназначено для кабинетов, для домашнего лечения и в дальнейшем для домашнего здравоохранения. К примеру, если у пациента рак в стадии ремиссии, и нужно наблюдать, увеличивается ли количество внеклеточных ДНК.

 - Какие ваши планы на будущее? Как вы планируете развивать эти продукты и, быть может, создавать новые?

 - Наша первая цель – это продукты, которые сейчас проходят этап исследования. У нас действует программа доступа к технологии, чтобы как можно больше людей могли собирать для нас данные. Вторым шагом будет получение одобрения для нашей системы от FDA, а также для нашей технологии ACE (электрокинетики переменного тока). Третьим шагом будет распространение портативных устройств в медицинских офисах. Другими словами, сначала - во врачебных кабинетах, затем - для домашнего лечения и, наконец, для потребительского рынка.

 - Как технология подобная вашей может изменить парадигму современной медицины?

 - Я думаю, что здравоохранение сейчас проходит этап эволюции. Мы привыкли видеть медицинское оборудование в лабораториях или служебных помещениях, но здравоохранение все больше перемещается в сторону пациентов. По мере того, как здравоохранение продвигается в этом направлении, нам хотелось бы иметь децентрализованный доступ к информации – нечто вроде Википедии, где ты анализируешь полученную информацию с помощью краудсорсинга, чтобы можно было отдавать такие системы, например, больным раком для домашнего использования. Собираемая ими информация скапливается в центральной базе данных, затем можно применить машинное обучение, чтобы делать поиск по базе данных, и увидеть, какова картина лечения у других пациентов. Представьте, что Вы – онколог и ищите мужчину, американца азиатского происхождения, возраста 60 лет, проживающего в Чикаго, курящего по 3 пачки в день. Он имеет 3-ю стадию рака легких, и диабет. В итоге, база данных выдает вам всех пациентов, соответствующих этому критерию. Затем Вы видите назначения: одно лекарство, второе лекарство, третье – смерть. А в другом случае: одно лекарство, второе, третье – в 40% случаях жизнь увеличилась на 5 лет. Затем врачи или машинное обучение могут использовать эту информацию и приходить к выводу о наилучшей схеме лечения. Наша конечная цель: найти вариант лечения, наиболее близкий к Вашей ситуации, который повысит шансы на выздоровление, что кардинально изменит общий взгляд на рак. Вместо мрачной картины мы будем видеть достоверную информацию, помогающую определять заболевание гораздо раньше.

 - Какова в будущем будет стоимость вашего устройства?

 - Надеемся, что около 100 долларов. Сама система лишена каких-либо движущихся частей, в ней мало деталей. В смартфоне уже есть 90% необходимого функционала. Другими словами, не нужен Bluetooth, WIFI или питание, что делает устройство очень простым в изготовлении. Стационарные устройства задуманы более прочными, ведь питаются от розетки и запускаются сотни раз в день. На маленьких же устройствах, когда Вы запускаете максимум 1-2 теста в день, Вам достаточно будет зарядить аккумулятор, и всё готово.

 - Спасибо за интервью! Желаем Вам удачи!