Новый метод лабораторной диагностики рака в 30 раз превосходит существующие тесты
Ученые из Университета штата Вашингтон, США, разработали новый метод ранней диагностики рака, чувствительность которого к биомаркерам в 30 раз превышает существующие лабораторные методы.
Технология использует электрическое поле для концентрации и выделения раковых биомаркеров на бумажной полоске. Когда-нибудь это может стать своего рода жидкой биопсией и помочь более раннему выявлению и лечению рака, – заболевания, которое является причиной более 9,6 миллионов смертей в год.
Группа ученых нашла способ обнаруживать мельчайшие следы биомаркеров рака в крошечных внеклеточных пузырьках – экзосомах – менее, чем за 10 минут. В статье, опубликованной в журнале Biosensors and Bioelectronics, авторы назвали свою работу «значительным шагом» в развитии экспресс-тестирования и раннего выявления рака.
Исследователи давно искали способы ранней диагностики рака, помогающей спасать жизни. Хотя лабораторные тесты для выявления опухолевых биомаркеров в крови применяются не первое десятилетие, они часто не могут обнаружить рак на ранней стадии – из-за низкой концентрации биомаркеров. Чаще всего люди по-прежнему узнают о своей болезни после проведения биопсии уже сформировавшихся опухолей.
В последние годы исследователи обнаружили, что одним из способов распространения и взаимодействия раковых клеток с другими частями тела являются крошечные экзосомные пузырьки в крови или других жидкостях. Считается, что экзосомы, имеющие размеры от 40 до 120 нанометра, то есть, в 1000 раз меньше диаметра человеческого волоса, переносят молекулы первичных раковых клеток по телу, проникая в здоровые клетки и затем перепрограммируя их в злокачественные. Раковые клетки также выделяют больше экзосомных пузырьков, чем обычные клетки.
«Экзосомы предоставляют нам уникальную возможность использовать их в качестве маркеров рака», – сказал Вэньцзи Донг, доцент Школы химической инженерии и биоинженерии им. Джин и Линды Войланд, возглавлявший исследование.
Тем не менее, поиск раковых экзосом в анализе крови является сложной задачей. Они выглядят так же, как нормальные клеточные экзосомы и другие внеклеточные пузырьки, и на ранних стадиях заболевания концентрация их крайне мала
Команда WSU впервые применила технологию, которая использует электрическое поле для быстрой изоляции, обогащения и обнаружения экзосом, взятых из линии клеток рака предстательной железы.
Технология способна концентрировать и затем отделять экзосомы раковых клеток от экзосом нормальных клеток посредством иммунного связывания. То есть, исследователи захватили целевые экзосомы, используя антитело, специфичное для белкового маркера на поверхности этих «пузырьков». После чего ученые смогли выделить и проанализировать белковые маркеры внутри экзосомов.
Технология оказалась в 33 раза более чувствительной, чем обычные методы, которые используются в исследовательских лабораториях для обнаружения и анализа экзосом. «С помощью этой технологии в будущем можно будет за несколько минут получать образцы с концентрацией на несколько порядков выше», – сказал Донг.
Исследователи продемонстрировали эффективную работу нового метода на тестовой сыворотке. Сейчас они трудятся над улучшением своей технологии, используя больший объем человеческой крови, которая содержит в своем составе различные гормоны, липиды и другие элементы, что усложняет задачу успешного тестирования на рак. Ученые также работают над модификацией требований к электрическому питанию их установки для того, чтобы сделать ее переносной, что позволит использовать ее в клинических условиях.
На фото – изображение бумажного устройства изотахофореза (ITP), которое изолирует, обогащает и обнаруживает экзосомы из линии клеток рака предстательной железы.
Оригинал новости можно прочитать здесь
