Ученые Массачусетского технологического института разработали более простой метод диагностики рака легких: вдохните несколько вдыхаемых датчиков наночастиц, а затем помочитесь на палочку.
Рак легких обычно диагностируется с помощью компьютерной томографии, но она неудобна и имеет высокий уровень ложноположительных результатов. Кроме того, эти машины большие и дорогие, поэтому они доступны не во всех больницах и медицинских учреждениях, особенно в регионах с низким доходом. Но новый диагностический инструмент от команды Массачусетского технологического института может все упростить. Пациентам просто нужно будет вдохнуть несколько наночастиц из небулайзера или даже небольшого устройства, такого как ингалятор от астмы, а затем пописать на бумажную тест-полоску, например тест на беременность.
За всем этим стоит интригующий механизм. работает. Наночастицы содержат «штрих-коды» ДНК, предназначенные для взаимодействия с определенными ферментами, называемыми протеазами, которые сверхактивны в опухолях. Если эти протеазы присутствуют в легких пациента, они отрывают часть штрих-кода ДНК, который затем попадает в мочу. Бумажная тест-полоска затем может обнаружить эти незакрепленные штрих-коды и дать положительный результат на рак легких.
Исследователи протестировали эту методику на мышах, которые были генетически модифицированы для развития рака легких, подобного человеческому. Примерно через 7,5 недель после того, как опухоли начали формироваться, что коррелирует с раком 1 или 2 стадии у людей, исследователи провели диагностический тест.
В первых экспериментах команда искала 20 различных биомаркеров, но после использования алгоритмов для определения лучшей комбинации они сузили ее до четырех. Именно эту более управляемую комбинацию и ищут тест-полоски.
Исследователи уже несколько лет разрабатывают тесты мочи на рак, используя этот механизм, но эта новая работа добавляет несколько улучшений. Во-первых, предыдущие версии требовали введения наночастиц в кровоток, но ингаляционная версия менее инвазивна и ее легче хранить и применять по всему миру.
Другое главное преимущество проявляется на другом конце процесса. Раньше для анализа образцов мочи с целью поиска штрих-кодов ДНК использовалась масс-спектрометрия, но для этого требуется громоздкое оборудование, которое не всегда доступно. На этот раз они разработали метод латерального потока для обнаружения биомаркеров – ту же самую базовую технологию, лежащую в основе дешевых, распространенных тестов на беременность или COVID-19.
«Мы действительно продвигали этот анализ, чтобы его можно было использовать в местах оказания медицинской помощи. доступен в условиях ограниченных ресурсов, поэтому идея заключалась в том, чтобы не выполнять никакой обработки образца, не проводить никакой амплификации, а просто иметь возможность поместить образец прямо на бумагу и прочитать его за 20 минут», — сказала Сангита Бхатия, старший автор исследования. «Идея заключалась в том, чтобы вы пришли и затем получили ответ о том, нужно ли вам последующее обследование или нет, и мы могли бы привлечь пациентов с ранними поражениями в систему, чтобы они могли получить лечебную операцию или лекарства, спасающие жизнь».
В преддверии этого команда теперь планирует протестировать сенсорные панели на образцах биопсии человека, чтобы проверить, насколько хорошо они могут обнаруживать рак человека, прежде чем в конечном итоге провести клинические испытания.
>Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
