Jauna ierīce var noteikt vēzi tikai ar asins pilienu
Daži vēža veidi, piemēram, olnīcu vēzis, parasti paliek neatklāti, līdz tie ir pārāk attīstīti, lai ārstēšana būtu efektīva. Tagad novatorisks rīks, iespējams, var viegli, ātri un ar nelielu daudzumu asiņu noteikt vēzi.
Lai atrastu vienkāršu, efektīvu veidu, kā identificēt grūti diagnosticējamus vēža veidus, pētnieki no Kanzasas Universitātes (KU) Lorensā un KU Vēža centra un KU Medicīnas centra Kanzassitijā tagad ir izstrādājuši ultraskaņas vēža noteikšanas metodi ierīci.
Ierīce, ko sauc par “3-D-nanotehnisku mikrofluidisku mikroshēmu”, varētu veiksmīgi noteikt vēža marķierus vismazākajā asins pilienā vai asins komponentā, ko sauc par plazmu.
Vadošais autors Yong Zeng, KU ķīmijas asociētais profesors, un viņa komanda žurnāla žurnālā raksta, kā darbojas jaunais rīks Dabas biomedicīnas inženierija ir publicējis.
Šo ierīci, zinātnieki skaidro, identificē un diagnosticē vēzi, “filtrējot” eksosomas, kas ir sīkas pūslīši, ko ražo dažas eikariotu šūnas.
Vēža šūnu gadījumā eksosomas satur bioloģisku informāciju, kas var virzīt audzēja augšanu un izplatīšanos.
"Vēsturiski cilvēki domāja, ka eksosomas ir kā" atkritumu maisi ", ko šūnas var izmantot, lai izgāztu nevēlamu šūnu saturu," skaidro Zengs. "Bet pēdējā desmitgadē," viņš piebilst, "zinātnieki saprata, ka tie ir diezgan noderīgi, lai nosūtītu ziņojumus saņēmēja šūnām un paziņotu molekulāro informāciju, kas ir svarīga daudzās bioloģiskajās funkcijās."
“Būtībā audzēji izsūta eksosomas, kas iesaiņo aktīvās molekulas, kas atspoguļo vecāku šūnu bioloģiskās iezīmes. Kaut arī visas šūnas ražo eksosomas, audzēja šūnas ir patiešām aktīvas salīdzinājumā ar normālām šūnām, ”atzīmē Zengs.
Augstas jutības diagnostikas rīks
Jaunā ierīce ir trīsdimensiju nanoinženierijas rīks ar skujiņu rakstu, kas “ķemmējas” eksosomām, nospiežot tos analīzei saskarties ar rīka mikroshēmas virsmu. Šo procesu sauc par “masu pārsūtīšanu”.
"Cilvēki ir izstrādājuši gudras idejas, lai uzlabotu masas pārnesi mikroskalas kanālos, bet, kad daļiņas virzās tuvāk sensora virsmai, tās atdala maza šķidruma sprauga, kas rada pieaugošu hidrodinamisko pretestību," atzīmē Zens.
"Šeit mēs izstrādājām 3-D nanoporozu siļķu kaulu struktūru, kas var iztukšot šķidrumu šajā spraugā, lai daļiņas nonāktu cietā saskarē ar virsmu, kur zondes tās varētu atpazīt un notvert," viņš tālāk paskaidro.
Lai attīstītu šo vismodernāko ierīci, Zengs un komanda sadarbojās ar Endrjū Godvinu, kurš ir audzēju biomarķieru eksperts un pašreizējais KU Vēža centra direktora vietnieks.
Lai pārbaudītu mikroshēmas efektivitāti, pētnieki izmantoja klīniskus paraugus no personām ar olnīcu vēzi - vēža veidu, kuru ir grūti noteikt.
To darot, komanda konstatēja, ka mikroshēma spēja noteikt šī vēža klātbūtni pat vismazākajā plazmas daudzumā.
"Mūsu kopīgie pētījumi joprojām nes augļus un veicina nozīmi, kas ir būtiska vēža izpētē un pacientu aprūpē, proti, novatoriskus instrumentus agrīnai atklāšanai," saka Godvins, norādot, ka "Šī pētījumu joma ir īpaši svarīga tādiem vēžiem kā olnīcas, ņemot vērā, ka lielākajai daļai sieviešu tiek diagnosticēta progresējošā stadijā, kad diemžēl šī slimība lielākoties ir neārstējama. ”
Vairāki klīniskie pielietojumi
Pētnieki arī ir sajūsmā, ka jauno ierīci ir viegli izgatavot, kā arī to ir lēti ražot, tas nozīmē, ka plaša izplatīšana varētu būt iespējama, nepalielinot pacientu izmaksas.
"Tas, ko mēs šeit izveidojām, ir trīsdimensiju nanomodelēšanas metode bez nepieciešamības pēc izsmalcinātām nanoprodukcijas iekārtām - bakalaura vai pat vidusskolas students to var izdarīt manā laboratorijā," atzīmē Zengs.
"Tas ir tik vienkārši un lēti, ka tam ir liels potenciāls pārvērsties klīniskajā vidē," viņš uzsver, paskaidrojot, ka komanda "[ir] sadarbojusies ar Dr. Godvinu un citām KU vēža centra pētniecības laboratorijām un molekulārajām biozinātnēm. nodaļu, lai turpinātu izpētīt tehnoloģiju tulkošanas lietojumus. ”
Vēl svarīgāk ir tas, ka Zengs un viņa kolēģi apgalvo, ka šī novatoriskā ierīce principā ir ļoti pielāgojama. Viņi uzskata, ka nākotnē ārsti to varētu izmantot daudzu dažādu vēža formu, kā arī citu slimību diagnosticēšanai.
"Tagad mēs aplūkojam šūnu kultūras modeļus, dzīvnieku modeļus un arī pacienta klīniskos paraugus, tāpēc mēs patiešām veicam dažus translācijas pētījumus, lai ierīci pārvietotu no laboratorijas iestatījumiem uz vairāk klīniskiem lietojumiem," saka vadošais pētnieks.
“Gandrīz visas zīdītāju šūnas izdala eksosomas, tāpēc pielietojums attiecas ne tikai uz olnīcu vēzi vai jebkura veida vēzi. Mēs strādājam ar cilvēkiem, lai apskatītu, piemēram, neirodeģeneratīvas slimības, krūts un taisnās zarnas vēzi. ”
Yong Zeng
