Nova naprava lahko odkrije raka v samo kapljici krvi
Nekatere vrste raka, na primer rak jajčnikov, ostanejo neopažene, dokler niso preveč napredne, da bi bilo zdravljenje učinkovito. Zdaj lahko inovativno orodje odkrije raka enostavno, hitro in v majhnih količinah krvi.
Da bi našli preprost, učinkovit način prepoznavanja težko diagnosticiranih rakov, so raziskovalci z Univerze v Kansasu (KU) v Lawrenceu in KU Cancer Center ter KU Medical Center v Kansas Cityju razvili ultrasenzibilno odkrivanje raka. naprave.
Naprava, ki ji pravijo "3-D nano vzorčeni mikrofluidni čip", bi lahko uspešno zaznala označevalce raka v najmanjši kapljici krvi ali v komponenti krvi, imenovani plazma.
Vodilni avtor Yong Zeng, izredni profesor kemije na KU, s svojo ekipo opisuje, kako novo orodje deluje, v prispevku, ki ga je revija objavila Biomedicinsko inženirstvo Nature je objavil.
Znanstveniki pojasnjujejo, da ta naprava identificira in diagnosticira raka s "filtriranjem" eksosomov, ki so majhne vezikle, ki jih tvorijo nekatere evkariontske celice.
V primeru rakavih celic eksosomi vsebujejo biološke informacije, ki lahko usmerjajo rast in širjenje tumorja.
"V preteklosti so ljudje mislili, da so eksosomi kot" vrečke za smeti ", ki jih celice lahko uporabljajo za odlaganje neželene celične vsebine," pojasnjuje Zeng. "Toda v zadnjem desetletju," dodaja, "so znanstveniki ugotovili, da so zelo koristni za pošiljanje sporočil celicam prejemnikom in za sporočanje molekularnih informacij, pomembnih za številne biološke funkcije."
»V bistvu tumorji pošiljajo eksosome, ki pakirajo aktivne molekule, ki odražajo biološke značilnosti starševskih celic. Medtem ko vse celice proizvajajo eksosome, so tumorske celice res aktivne v primerjavi z običajnimi celicami, «ugotavlja Zeng.
Visoko občutljivo diagnostično orodje
Nova naprava je tridimenzionalno orodje za nanotehniko z vzorcem ribje kosti, ki se "razčeše" za eksosome in jih potisne v stik s površino čipa orodja za analizo. Ta postopek se imenuje "množični prenos".
"Ljudje so razvili pametne ideje za izboljšanje prenosa mase v mikrokanalnih kanalih, a ko se delci približujejo površini senzorja, jih loči majhen razmik tekočine, ki ustvarja vse večjo hidrodinamično odpornost," ugotavlja Zeng.
"Tu smo razvili tridimenzionalno nanoporozno strukturo ribje kosti, ki lahko odteče tekočino v tej reži in delce privede v močan stik s površino, kjer jih lahko sonde prepoznajo in zajamejo," še pojasnjuje.
Za razvoj te najsodobnejše naprave sta Zeng in ekipa sodelovala z Andrewom Godwinom, ki je strokovnjak za biomarkerje tumorjev in trenutni namestnik direktorja KU Cancer Center.
Za preizkušanje učinkovitosti čipa so raziskovalci uporabili klinične vzorce posameznikov z rakom jajčnikov, vrsto raka, ki jo je zelo težko odkriti.
Pri tem je ekipa ugotovila, da je čip lahko zaznal prisotnost tega raka tudi v najmanjši količini plazme.
"Naše skupne študije še naprej obrodijo sadove in napredujejo na področju, ki je ključnega pomena za raziskave raka in oskrbo bolnikov, in sicer inovativna orodja za zgodnje odkrivanje," pravi Godwin in poudarja, da "je to področje študija še posebej pomembno za raka, kot je jajčnikov, glede na to, da je velika večina žensk diagnosticirana v pozni fazi, ko je na žalost bolezen večinoma neozdravljiva. "
Več kliničnih aplikacij
Raziskovalci so tudi navdušeni, da je novo napravo enostavno izdelati in je poceni za proizvodnjo, kar pomeni, da bi bila mogoča široka distribucija brez povečanja stroškov pacientov.
"Tukaj smo ustvarili tridimenzionalno metodo nano vzorčenja brez potrebe po kakršni koli modni opremi za nanoizdelavo - dodiplomski študent ali celo dijak lahko to stori v mojem laboratoriju," ugotavlja Zeng.
"To je tako preprosto in poceni, da ima velik potencial za prenos v klinične pogoje," poudarja in pojasnjuje, da skupina "[sodeluje] z dr. Godwinom in drugimi raziskovalnimi laboratoriji v KU Cancer Center in molekularnimi bioznanostmi. oddelek za nadaljnje raziskovanje prevajalskih aplikacij tehnologije. "
Še pomembneje pa je, da Zeng in sodelavci trdijo, da je ta inovativna naprava načeloma zelo prilagodljiva. Menijo, da bi lahko v prihodnosti zdravniki z njim diagnosticirali številne različne oblike raka, pa tudi druge bolezni.
"Zdaj si ogledujemo modele celičnih kultur, živalske modele in tudi vzorce kliničnih pacientov, zato resnično izvajamo nekaj prevajalskih raziskav, da bi napravo preselili iz laboratorijske nastavitve v več kliničnih aplikacij," pravi vodilni raziskovalec.
»Skoraj vse celice sesalcev sproščajo eksosome, zato uporaba ni omejena samo na rak jajčnikov ali katero koli vrsto raka. Sodelujemo z ljudmi, da bi na primer preučili nevrodegenerativne bolezni, rak dojk in debelega črevesa in danke. "
Yong Zeng
