Похожие статьи
Используя новую технологию, разработанную в Массачусетском технологическом институте, диагностировать рак легких может стать так же просто, как вдыхать датчики с наночастицами, а затем сдавать анализ мочи, который выявляет наличие опухоли. Статья опубликована в Science Advances.
Новая диагностика основана на наносенсорах, которые могут быть доставлены с помощью ингалятора или небулайзера. Если датчики обнаруживают в легких белки, связанные с раком, они генерируют сигнал, который накапливается в моче, где его можно обнаружить с помощью простой бумажной тест-полоски.
Этот подход потенциально может заменить или дополнить существующий золотой стандарт диагностики рака легких — низкодозированную компьютерную томографию (КТ). По словам исследователей, это может оказать особенно значительное влияние в странах с низким и средним уровнем дохода, где нет повсеместной доступности компьютерных томографов.
Сенсоры состоят из полимерных наночастиц, покрытых репортером, таким как штрих-код ДНК, который отщепляется от частицы, когда сенсор сталкивается с ферментами, называемыми протеазами, которые часто сверхактивны в опухолях. Эти репортеры в конечном итоге накапливаются в моче и выводятся из организма.
Предыдущие версии датчиков, нацеленных на другие очаги рака, такие как печень и яичники, были разработаны для внутривенного введения. Для диагностики рака легких исследователи хотели создать версию, которую можно было бы вдыхать, что упростило бы ее внедрение в условиях меньших ресурсов.
Для этой версии исследователи создали анализ бокового потока, который позволяет определять штрих-коды с помощью бумажной тест-полоски.
Ученые разработали полоску для обнаружения до четырех различных штрих-кодов ДНК, каждый из которых указывает на присутствие той или иной протеазы. Предварительной обработки образца мочи не требуется, и результаты можно считывать примерно через 20 минут после получения образца.
Исследователи протестировали свою диагностическую систему на мышах, которые были генетически модифицированы для развития опухолей легких, подобных тем, которые наблюдаются у людей. Датчики вводили через 7,5 недель после начала образования опухолей, что, вероятно, соответствует стадии рака 1 или 2 у людей.
В своей первой серии экспериментов на мышах специалисты измерили уровни 20 различных сенсоров, предназначенных для обнаружения различных протеаз. Используя алгоритм машинного обучения для анализа этих результатов, исследователи определили комбинацию всего из четырех датчиков, которая, по прогнозам, давала точные диагностические результаты. Затем они протестировали эту комбинацию на мышиной модели и обнаружили, что она может точно выявлять опухоли легких на ранних стадиях.
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
