Egy új eszköz csak egy csepp vérben képes felismerni a rákot
A rák egyes típusai, mint például a petefészekrák, általában észrevétlenek maradnak, amíg túl előrehaladott állapotban vannak ahhoz, hogy a kezelés hatékony legyen. Most egy innovatív eszköz képes lehet a rák könnyű, gyors és csekély mennyiségű vérben történő felismerésére.
A nehezen diagnosztizálható rákos megbetegedések azonosításának egyszerű és hatékony módja érdekében a Lawrence-i Kansas Egyetem (KU), valamint a Kansas City-i KU Rákközpont és KU Orvosi Központ kutatói most kifejlesztettek egy ultrahangos rák detektáló eszköz.
A „3-D-nanomintás mikrofluidikus chipnek” nevezett eszköz sikeresen felismerheti a rák markereit a legapróbb vércseppben vagy a vér plazmának nevezett összetevőjében.
Vezető szerző, Yong Zeng, a KU kémia docense és csapata a folyóirat folyóiratában leírja, hogyan működik az újszerű eszköz Nature Biomedical Engineering megjelent.
Ezt az eszközt a tudósok elmagyarázzák, azonosítják és diagnosztizálják a rákot azáltal, hogy „kiszűrik” az exoszómákat, amelyek apró vezikulumok, amelyeket egyes eukarióta sejtek termelnek.
A rákos sejtek esetében az exoszómák olyan biológiai információkat tartalmaznak, amelyek irányíthatják a tumor növekedését és terjedését.
"Történelmileg az emberek úgy gondolták, hogy az exoszómák olyanok, mint a" szemeteszsákok ", amelyeket a sejtek felhasználhatnak a nem kívánt sejttartalom kidobására" - magyarázza Zeng. "De az elmúlt évtizedben" - teszi hozzá - a tudósok rájöttek, hogy nagyon hasznosak üzeneteket küldeni a befogadó sejteknek és sok biológiai funkció szempontjából fontos molekuláris információt közölni. "
„Alapvetően a daganatok olyan exoszómákat küldenek ki, amelyek olyan aktív molekulákat csomagolnak, amelyek tükrözik a szülői sejtek biológiai jellemzőit. Míg minden sejt exoszómákat termel, a tumorsejtek valóban aktívak a normál sejtekhez képest ”- jegyzi meg Zeng.
Nagy érzékenységű diagnosztikai eszköz
Az új eszköz egy 3D-s nanotechnológiai eszköz, halszálka-mintával, amely „fésülködik” az exoszómákra, arra késztetve őket, hogy elemzés céljából érintkezésbe kerüljenek az eszköz chipjének felületével. Ezt a folyamatot „tömegtranszfernek” nevezzük.
"Az emberek intelligens ötleteket dolgoztak ki a mikroszkála csatornák tömegátadásának javítására, de amikor a részecskék közelebb kerülnek az érzékelő felületéhez, egy kis folyadékrés választja el őket, amely növekvő hidrodinamikai ellenállást eredményez" - jegyzi meg Zeng.
"Itt kifejlesztettünk egy 3-D nanoporózus halszálkás szerkezetet, amely ki tudja üríteni a folyadékot abban a résben, hogy a részecskéket kemény érintkezésbe hozza a felülettel, ahol a szondák felismerhetik és befoghatják őket" - magyarázza tovább.
Ennek a korszerű eszköznek a fejlesztése érdekében Zeng és csapata együttműködött Andrew Godwinnal, aki a tumor biomarkerek szakértője és a KU Rákközpont jelenlegi igazgatóhelyettese.
A chip hatékonyságának tesztelésére a kutatók petefészekrákban szenvedő egyének klinikai mintáit használták, egy olyan rákot, amelyet köztudottan nehéz kimutatni.
Ennek során a csapat megállapította, hogy a chip képes volt kimutatni ennek a ráknak a jelenlétét a legkisebb mennyiségű plazmában is.
"Együttműködő tanulmányaink továbbra is meghozzák gyümölcsüket, és elősegítik a rákkutatás és a betegellátás szempontjából kulcsfontosságú területet - nevezetesen a korai felismerés innovatív eszközeit" - mondja Godwin, rámutatva, hogy "Ez a vizsgálati terület különösen fontos olyan rákos megbetegedések esetében, mint a petefészek, mivel a nők túlnyomó többségét előrehaladott stádiumban diagnosztizálják, amikor sajnos a betegség nagyrészt gyógyíthatatlan. ”
Több klinikai alkalmazás
A kutatók örülnek annak is, hogy az új eszköz könnyen elkészíthető, és olcsón is előállítható, ami azt jelenti, hogy a széles körű forgalmazás a betegek költségeinek növekedése nélkül lehetséges.
"Amit itt hoztunk létre, az egy 3D-s nanomintázási módszer, anélkül, hogy bármilyen divatos nanotechnológiai berendezésre lenne szükség - egyetemisták vagy akár középiskolások is meg tudják csinálni a laboratóriumomban" - jegyzi meg Zeng.
"Ez olyan egyszerű és olcsó, hogy nagy lehetőségeket rejthet klinikai körülmények között" - hangsúlyozza, kifejtve, hogy a csapat "[] együttműködött Dr. Godwinnal és a KU Rákközpont más kutatólaboratóriumával és a molekuláris biológiai tudományokkal. részlege a technológia transzlációs alkalmazásainak további feltárására. ”
Ennél is fontosabb, hogy Zeng és munkatársai azzal érvelnek, hogy ez az innovatív eszköz elvileg nagyon alkalmazkodó. Úgy vélik, hogy a jövőben az orvosok a rák számos különböző formájának, valamint más betegségek diagnosztizálására használhatják fel.
"Most sejttenyésztési modelleket, állatmodelleket és klinikai betegmintákat is megvizsgálunk, ezért valóban végezünk néhány transzlációs kutatást, hogy az eszközt a laboratóriumi beállításokról a több klinikai alkalmazásra vigyük át" - mondja a vezető kutató.
„Szinte minden emlős sejt felszabadítja az exoszómákat, így az alkalmazás nem csak a petefészekrákra vagy bármely ráktípusra korlátozódik. Azokkal dolgozunk, hogy megvizsgáljuk például a neurodegeneratív betegségeket, a mell- és a vastagbélrákot. "
Yong Zeng
