Novi uređaj može otkriti rak u samo kapljici krvi
Neke vrste karcinoma, poput raka jajnika, ostaju neotkrivene sve dok nisu prenapredne da bi liječenje bilo učinkovito. Sada će inovativni alat moći otkriti rak lako, brzo i u maloj količini krvi.
U pokušaju da pronađu jednostavan, učinkovit način prepoznavanja teško dijagnosticiranih karcinoma, istraživači sa Sveučilišta Kansas (KU) u Lawrenceu i KU Centra za rak i KU Medicinskog centra u Kansas Cityju sada su razvili ultrasenzibilno otkrivanje raka uređaj.
Uređaj, koji se naziva "3-D nanoobrađeni mikrofluidni čip", mogao bi uspješno otkriti biljege raka u najsitnijoj kapljici krvi ili u komponenti krvi koja se naziva plazma.
Vodeći autor Yong Zeng, izvanredni profesor kemije na KU, i njegov tim opisuju kako novi alat djeluje u radu koji časopis Biomedicinsko inženjerstvo prirode je objavio.
Znanstvenici objašnjavaju da ovaj uređaj identificira i dijagnosticira rak "filtrirajući" egzozome, a to su sitne vezikule koje proizvode neke eukariotske stanice.
U slučaju stanica raka, egzozomi sadrže biološke informacije koje mogu usmjeriti rast i širenje tumora.
"Povijesno gledano, ljudi su mislili da su egzozomi poput" vreća za smeće "koje stanice mogu koristiti za odlaganje neželjenog staničnog sadržaja", objašnjava Zeng. "Ali, u posljednjem desetljeću", dodaje, "znanstvenici su shvatili da su vrlo korisni za slanje poruka stanicama primateljima i prenošenje molekularnih informacija važnih za mnoge biološke funkcije."
„U osnovi, tumori šalju egzozome u koje se pakiraju aktivne molekule koje odražavaju biološke značajke roditeljskih stanica. Iako sve stanice proizvode egzozome, tumorske stanice su stvarno aktivne u usporedbi s normalnim stanicama ”, napominje Zeng.
Alat za dijagnostiku visoke osjetljivosti
Novi je uređaj trodimenzionalni alat za nanotehniku s uzorkom riblje kosti koji se "češlja" za egzome, tjerajući ih da dođu u dodir s površinom čipa alata za analizu. Taj se postupak naziva "prijenos mase".
"Ljudi su razvili pametne ideje za poboljšanje prijenosa mase u mikro skalama, ali kada se čestice približavaju površini senzora, razdvaja ih mali razmak tekućine koji stvara sve veću hidrodinamičku otpornost", napominje Zeng.
"Ovdje smo razvili trodimenzionalnu nanoporoznu strukturu riblje kosti koja može odvoditi tekućinu iz tog razmaka kako bi čestice dovele u tvrdi kontakt s površinom na kojoj ih sonde mogu prepoznati i uhvatiti", objašnjava dalje.
Kako bi razvili ovaj vrhunski uređaj, Zeng i tim surađivali su s Andrewom Godwinom, koji je stručnjak za biološke markere i trenutni zamjenik ravnatelja KU Centra za rak.
Kako bi testirali učinkovitost čipa, istraživači su koristili kliničke uzorke osoba s rakom jajnika, vrstom raka koju je ozloglašeno teško otkriti.
Pritom je tim otkrio da je čip uspio otkriti prisutnost ovog raka čak i u najmanjoj količini plazme.
„Naše suradničke studije i dalje donose plodove i unapređuju područje ključno u istraživanju raka i skrbi o pacijentima - naime, inovativni alati za rano otkrivanje", kaže Godwin, ističući da je, „Ovo područje istraživanja posebno je važno za karcinome poput jajnika, s obzirom na to da se velikoj većini žena dijagnosticira u poodmakloj fazi kada je, nažalost, bolest većinom neizlječiva. "
Višestruke kliničke primjene
Istraživači su također oduševljeni što je novi uređaj lako izraditi, ali je i jeftin za proizvodnju, što znači da bi široka distribucija mogla biti moguća bez povećanja troškova za pacijente.
"Ono što smo ovdje stvorili je trodimenzionalna metoda nano uzorkovanja bez potrebe za bilo kakvom otmjenom opremom za nanoizradu - dodiplomac ili čak srednjoškolac to može učiniti u mom laboratoriju", napominje Zeng.
"Ovo je tako jednostavno i jeftino da ima velik potencijal pretočiti se u kliničke postavke", naglašava, objašnjavajući da tim "[surađuje] s dr. Godwinom i drugim istraživačkim laboratorijima u KU Centru za rak i molekularnim bioznanostima odjel za daljnje istraživanje translacijskih primjena tehnologije. "
Još važnije, Zeng i kolege tvrde da je ovaj inovativni uređaj u principu vrlo prilagodljiv. Vjeruju da bi ga u budućnosti liječnici mogli koristiti za dijagnozu mnogih različitih oblika raka, kao i drugih bolesti.
"Sada promatramo modele staničnih kultura, životinjske modele, a također i uzorke kliničkih pacijenata, pa uistinu provodimo neka translacijska istraživanja kako bismo uređaj premjestili iz laboratorijske u više kliničkih primjena", kaže vodeći istraživač.
“Gotovo sve stanice sisavaca oslobađaju egzozome, pa aplikacija nije ograničena samo na rak jajnika ili bilo koju vrstu karcinoma. Na primjer, surađujemo s ljudima na neurodegenerativnim bolestima, karcinomu dojke i debelog crijeva. "
Yong Zeng
