By 
Вчені винайшли новий спосіб виявлення раку мозку, який є швидшим і менш інвазивним, ніж хірургічна біопсія. Для проведення цієї нової «рідкої біопсії» потрібно лише 100 мікролітрів крові, і протягом години цей метод може виявити біомаркери, пов’язані з гліобластомою – найнебезпечнішим і найпоширенішим типом пухлини мозку.
Метод перевершує всі інші існуючі тести та маркери гліобластоми з відмінною точністю. Розробники прототипу кажуть, що він має «функціональність майже під ключ». Прорив був досягнутий американсько-австралійською командою під керівництвом вчених з Університету Нотр-Дам у США. Їх доказ концепції не ідеальний, але це важливий крок вперед для діагностики.
Тест заснований на виявленні мутованих біомаркерів крові, званих рецепторами епідермального фактора росту (EGFR), які надмірно експресуються в деяких видах раку, наприклад, гліобластомі. Ці біомаркери крові знаходяться в позаклітинних везикулах, які є невеликими упаковками, що містять білки, ліпіди та генетичний матеріал з їхніх вихідних клітин.
«Позаклітинні везикули або екзосоми — це унікальні наночастинки, що виділяються клітинами», — пояснює біомолекулярний інженер Хсуе-Чіа Чанг з Нотр-Дам.
«Вони великі – у 10-50 разів більші за молекулу – і мають слабкий заряд. Наша технологія була спеціально розроблена для цих наночастинок, використовуючи їхні властивості в наших інтересах».
Щоб виявити молекули, що вивільняються з клітин ракових пухлин, дослідники занурили надчутливий біочіп у необроблений зразок плазми крові. Цей чіп коштує менше ніж $2, і він оснащений крихітним датчиком розміром приблизно з кульку в кульковій ручці. Вирішальний інтерфейс містить антитіла, які притягуються до екзосом, що несуть мутований EGFR.
Коли ці EGFR приєднуються до біочіпа, у розчині плазми відбувається зміна напруги, що викликає високий негативний заряд. Це вказує на можливий рак.
В експериментах біочіп перевіряли на клінічних зразках крові 20 пацієнтів з гліобластомою та 10 здорових осіб. Для кожного тесту використовувався один чіп. Зрештою, рідка біопсія виявила наявність біомаркерів раку з чудовою точністю та дуже низьким значенням p, що вказує на те, що тест добре відтворюється.
«Наш електрокінетичний датчик дозволяє нам робити те, чого інші діагностики не можуть», — пояснює біомолекулярний інженер Сатьяджоті Сенапаті з Нотр-Дам.
«Ми можемо безпосередньо завантажувати кров без будь-якої попередньої обробки, щоб ізолювати позаклітинні везикули, оскільки на наш датчик не впливають інші частинки чи молекули. Він показує низький рівень шуму та робить наш датчик більш чутливим для виявлення захворювань, ніж інші технології».
Сенапаті та його колеги кажуть, що під час експериментів біочіп може точно виявляти та кількісно визначати концентрацію екзосом, навіть коли вона становить лише 0,01 відсотка.
Команда стверджує, що це може мати «великі наслідки» для дослідження раку, виявлення біомаркерів і моніторингу захворювання, а не лише для раку мозку. Але ще є деякі недоліки, які потрібно вирішити. Мутовані РЕФР пов’язані не лише з гліобластомами. Вони також пов’язані з іншими захворюваннями, такими як колоректальний рак.
«Тому така активна і загальна сигнатура EGFR не обов’язково може вказувати на наявність конкретної гліобластоми», – пишуть автори. «Так само пацієнти з гліобластомою можуть мати посилений або мутований РЕФР, але також можуть мати форми захворювання, не викликані РЕФР».
Це означає, що тест не в змозі діагностувати всі випадки потенційної гліобластоми. Він також не може точно сказати, який тип раку у людини, де він локалізований в організмі або до якої стадії прогресувала хвороба. Щоб створити більш специфічний тест, команда каже, що їм потрібно проаналізувати більші когорти пацієнтів з гліобластомою, щоб з’ясувати, які біомаркери в їхній крові відрізняють їх.
«Поточну діагностичну платформу можна розширити для такої великої бібліотеки тестування необробленої плазми великої когорти пацієнтів з раком, щоб встановити конкретні профілі для різних видів раку на різних стадіях», – підсумовують дослідники. Дослідження було опубліковано в Communications Biology.
Comments