В настоящее время диагноз рака легких полагаетсяна инвазивной биопсии, которая является только эффективной после того, как опухоли больше, чем 3 см или ровныметастатический. Более раннее обнаружение значительно улучшило бы возможности пациентов выживания. Теперь командаисследователи развивают «лабораторию на чипе», обещающем диагностировать рак легких – и возможнодругие смертельные раковые образования – намного ранее, с помощью только маленькой капли крови пациента.Основанный на крови анализ минимально инвазивен, недорог, и «предлагает общую платформу для обнаружения экзосом от раковых клеток».
В журнале Royal Society of Chemistry, Ён Цзэне, доцентехимия в университете Канзаса и коллегах сообщает о впечатляющем описании исследованияих изобретение.В течение некоторого времени ученые были взволнованы идеей проверить на биомаркеры болезни в«экзосомы» – крошечные пузырьки или мешки молекул, которые клетки, включая раковые клетки – выпускают теперьи снова.
Когда они сначала определили их, исследователи думали, что экзосомы были только для того, чтобы избавитьсяиз отходов клетки, но теперь они знают, что также делают другие важные вещи те, которые несут сообщения кдругие клетки рядом и далеко.Проблема, однако, разрабатывает технологию, которая является достаточно маленькой, чтобы предназначаться ипроанализируйте содержание экзосом – главным образом нуклеиновых кислот и белков – чтобы счесть уникальнымбиомаркеры болезни. Это вызвано тем, что экзосомы являются крошечными – приблизительно 30 – 150 миллимикронов (нм) вдиаметр – намного меньший, например, чем эритроциты.Текущие методы для того, чтобы выделить и проверить экзосомы требуют нескольких шаговультрацентрифугирование – длинная и неэффективная процедура лаборатории, как профессор Цзэнобъясняет:«Нет многих технологий там, подходящих для эффективной изоляции ичувствительное молекулярное профилирование экзосом.
Во-первых, текущие протоколы изоляции экзосомыдлительный и трудный стандартизировать. Во-вторых, обычные исследования по нефтепереработкесобранные экзосомы являются медленными и требуют больших выборок, который является ключевой неудачей в клиническомразвитие экзосомных биомаркеров."Теперь, с помощью микрожидкой технологии, он и его коллеги развили лабораторию на чипе этоможет проанализировать содержание предназначенных экзосом и определить ранние симптомы смертельного рака. Ониуже успешно проверили его на раке легких.
Лаборатория на устройстве чипа использует меньшие образцы, является быстрее, более дешевой и более чувствительнойНовое устройство, использующее намного меньшие образцы, обещает привести к результатам быстрее, большедешево, с лучшей чувствительностью по сравнению с обычными настольными инструментами, как профессор Цзэнпродолжает объяснять:«Лаборатория на чипе сокращает пипетки, пробирки и аналитические инструменты современноголаборатория химии на вафлю размера чипа."Технология позади устройства – известный как microfluidics – вышла из нового полупроводникаэлектроника и находилась в процессе интенсивного развития с 1990-х, он добавляет:«По существу это позволяет точную манипуляцию крохотных жидких объемов вниз одномутриллионный из литра или меньше выполнить многократные лабораторные функции, такие как образецочистка, управление химическими и биологическими реакциями и аналитическим измерением."В отличие от рака молочной железы и рака толстой кишки, нет никакого широко принятого экранирующего инструмента для рака легких,который в большинстве случаев сначала диагностирован на основе симптомов, обычно указывающих, что функция легкогоуже ухудшенный.
Чтобы диагностировать рак легких, врачи должны выполнить биопсию – удаляют часть ткани отлегкое и посылает его в лабораторию для молекулярного анализа. Редко возможно сделать это в раннемсцены как опухоли являются слишком небольшими, чтобы быть определенными на просмотрах.«Напротив, наш основанный на крови анализ минимально инвазивен, недорог, и более чувствителен,таким образом подходящий для показа значительной части населения, чтобы диагностировать молодые опухоли», говорит профессор Цзэн,добавление, что метод предлагает общую платформу для обнаружения экзосом от раковых клеток.
Командауже использовал устройство, чтобы проверить на рак яичника, и в теории, говорят профессор Цзэн, этодолжно также быть применимо к другим типам рака.«Наша долгосрочная цель состоит в том, чтобы перевести эту технологию на клиническое расследованиепатологическое применение экзосом в развитии опухоли. Такое знание помогло бы развитьсялучше прогнозирующие биомаркеры и более эффективная предназначенная терапия, чтобы улучшить клиническоерезультат», добавляет он.
Команда получила дальнейшее финансирование от Национального Онкологического института в СоотечественникеИнституты здоровья, чтобы далее развить лабораторию на чипе.
В марте 2013, изученный, как другая команда ученыхразвитие лаборатории на чипе, внедренном под кожейотследить уровни веществ в крови и передать результаты с помощью беспроводных технологий к смартфонуили другое устройство получения.