Разработиха бърз и достъпен кръвен тест, диагностициращ рак на мозъка

Изследователи от университета „Нотр Дам“ са разработили ново автоматизирано устройство, което може да диагностицира глиобластом, бързорастящ и нелечим мозъчен тумор, за по-малко от час. Средно пациент с глиобластом живее 12-18 месеца след диагностицирането.

Основата на диагностиката е биочип, който използва електрокинетична технология за откриване на биомаркери или рецептори на активния епидермален растежен фактор, които са свръхекспресирани при някои видове рак и се намират в извънклетъчните везикули.

„Извънклетъчните везикули или екзозомите са уникални наночастици, секретирани от клетките. Те са големи – 10 до 50 пъти по-големи от молекулата – и имат слаб заряд. Нашата технология е специално проектирана за тези наночастици, използвайки техните характеристики в наша полза“, коментира професор Чанг от „Нотр Дам“ – водещ автор на изследването, публикувано в Communications Biology.

Специалистите са били изправени пред двойно предизвикателство. Да разработят процес, който може да разграничи активните и неактивните рецептори и да създадат диагностична технология, която е чувствителна, но селективна при откриването на активни рецептори върху извънклетъчни везикули в кръвни проби.

За да направят това, изследователите са създадали биочип, който използва евтин електрокинетичен сензор с размерите на химикал.

След това наночастиците от синтетичен силициев диоксид „сигнализират“ за наличието на активен рецептор към уловените извънклетъчни везикули, придавайки висок отрицателен заряд в процеса.

При наличие на извънклетъчни везикули с активен рецептор може да бъде отчетена промяна в напрежението, което показва наличието на глиобластом.

„Нашият електрокинетичен сензор ни позволява да правим неща, които други диагностични устройства не могат“, казва съавторът на изследването Сатайоти Сенапати.

„Можем директно да заредим кръв без предварителна обработка, за да изолираме извънклетъчните везикули, тъй като нашият сензор не се влияе от други частици или молекули. Той показва ниски нива на шум и прави нашия сензор по-чувствителен към откриване на болести в сравнение с други технологии.“, твърдят специалистите.

Като цяло устройството включва три части: интерфейс за автоматизация, прототип на преносима машина, която контролира тестовите материали и биочип.

Всеки тест изисква нов биочип, но интерфейсът за автоматизация и прототипът могат да бъдат използвани повторно. Един тест отнема по-малко от час и изисква само 100 микролитра кръв. Цената на материалите за производството на всеки биочип е по-малко от 2 долара.

Въпреки че това диагностично устройство е разработено за глиобластом, изследователите казват, че може да бъде адаптирано за други видове биологични наночастици.

В момента екипът тества технологията за диагностициране на рак на панкреаса и други заболявания като сърдечно-съдови, деменция и епилепсия.