Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили новий датчик наночастинок, який дозволяє діагностувати рак за допомогою простого аналізу сечі. Наночастки містять штрих-коди ДНК, які можуть бути розщеплені протеазами, асоційованими з раком в організмі. Після розщеплення штрих-коди ДНК можна виявити в зразку сечі. Нова діагностика, заснована на аналізі зразків сечі, також може бути розроблена для виявлення метастазування пухлини. Про це повідомляє SCITECHDAILY.
Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили новий датчик наночастинок, який може забезпечити ранню діагностику раку за допомогою простого аналізу сечі. Датчики, які можуть виявляти безліч різних ракових білків, також можуть бути використані для визначення типу пухлини або того, як вона реагує на лікування. Технологія може виявляти різні ракові білки і допомагати визначати тип пухлини або реакцію на лікування.
Наночастки сконструйовані таким чином, що при зіткненні з пухлиною вони виділяють короткі послідовності ДНК, які виводяться з сечею. Аналіз цих ДНК-“ штрих-кодів ” може виявити відмінні риси пухлини конкретного пацієнта. Дослідники розробили свій тест таким чином, щоб його можна було виконувати з використанням смужки паперу, аналогічно тесту на Covid в домашніх умовах, що, як вони сподіваються, може зробити його доступним для якомога більшої кількості пацієнтів.
“ Ми намагаємося впроваджувати інновації в контексті надання технологій, доступних в умовах з низьким і середнім рівнем ресурсів. Перенесення цієї діагностики на папір є частиною нашої мети демократизації діагностики і створення недорогих технологій, які можуть дати вам швидку відповідь на етапі надання медичної допомоги ”, — говорить Сангіта Бхатія, професор медичних наук і технологій Джона і Дороті Вілсон, а також електротехніки та комп’ютерних наук Массачусетського технологічного інституту і співробітник Інституту інтегративних досліджень раку ім. Коха при Массачусетському технологічному інституті та Інституту медичної інженерії і науки.
У тестах на мишах дослідники показали, що вони можуть використовувати датчики для визначення активності п’яти різних ферментів, які експресуються в пухлинах. Вони також показали, що їх підхід може бути розширений, щоб розрізняти принаймні 46 різних штрих-кодів ДНК в одному зразку, використовуючи мікрофлюідний пристрій для аналізу зразків.
Бхатія є старшим автором статті, яка була опублікована 24 квітня 2023 року в журналі Nature Nanotechnology.
У попередній роботі Бхатія створив наночастинки, які можуть визначати активність ферментів, званих протеазами, які допомагають раковим клітинам залишати свої початкові місця розташування або осідати в нових, прорізаючи білки позаклітинного матриксу. Наночастки покриті пептидами, які розщеплюються різними протеазами, і як тільки ці пептиди потрапляють в кровотік, їх можна сконцентрувати і легше виявити в зразку сечі.
Як тільки сенсори потрапляють в сечу, зразок можна проаналізувати за допомогою паперової смужки, яка розпізнає репортер, активується ферментом CRISPR Cas12a. Коли в зразку присутній певний штрих-код ДНК, Cas12a підсилює сигнал, так що його можна побачити у вигляді темної смужки на паперовому тесті.
У тестах на мишах дослідники показали, що панель з п’яти штрих-кодів ДНК може точно відрізняти пухлини, які вперше виникли в легенях, від пухлин, утворених клітинами колоректального раку, які дали метастази в легені.
Дослідники очікують, що для використання на людях їм, можливо, буде потрібно використовувати більше п’яти штрих-кодів, оскільки пухлини пацієнтів відрізняються один від одного. Щоб допомогти досягти цієї мети, вони працювали з дослідниками з Інституту Броуда Массачусетського технологічного інституту і Гарварда на чолі з професором Гарвардського університету Пардісом Сабеті над створенням мікрофлюідного чіпа, який можна використовувати для зчитування до 46 різних штрих-кодів ДНК з одного зразка.
Цей вид тестування може бути використаний не тільки для виявлення раку, але і для вимірювання того, наскільки добре пухлина пацієнта реагує на лікування і не виникло рецидиву після лікування.
Матеріали новинного характеру не можна прирівнювати до призначення лікаря. Перед прийняттям рішення порадьтеся з фахівцем.
