Oamenii de știință de la MIT creează noi senzori de nanoparticule pentru a detecta cancerul timpuriu printr-un simplu test de urină

Postat la: 02.05.2023 |

Oamenii de știință de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au proiectat senzori de nanoparticule care ar putea diagnostica cancerul în stadiu incipient printr-un simplu test de urină pe o bandă de hârtie.

Aproximativ o treime din decesele cauzate de cancer sunt cauzate de factori precum fumatul, indicele ridicat de masă corporală, consumul de alcool, consumul redus de fructe și legume și lipsa de activitate fizică. Multe cancere pot fi vindecate dacă sunt depistate la timp și tratate eficient. Oamenii de știință au declarat că acești senzori, concepuți pentru a detecta multe proteine canceroase, ar putea, de asemenea, să distingă tipul de tumoare, modul în care aceasta răspunde la tratament și dacă a făcut metastaze.

"Încercăm să inovăm în contextul în care tehnologia este disponibilă pentru mediile cu resurse reduse și medii. Punerea pe hârtie a acestui diagnostic face parte din obiectivul nostru de a democratiza diagnosticarea și de a crea tehnologii ieftine care pot oferi un răspuns rapid la punctul de îngrijire", a declarat Sangeeta Bhatia, inginer biomedical la MIT și autor principal al studiului publicat pe 24 aprilie în Nature Nanotechnology.

Echipa lui Bhatia a investigat inițial conceptul de detectare a biomarkerilor naturali ai cancerului, cum ar fi proteinele sau celulele tumorale circulante, în probele de sânge ale pacientului. Cu toate acestea, acești biomarkeri sunt greu de găsit, mai ales în stadii incipiente, ceea ce a determinat echipa să creeze "biomarkeri sintetici" care ar putea diagnostica cancerul prin amplificarea schimbărilor la scară mică care au loc în cadrul tumorilor mici.

Nanoparticulele create anterior de echipă pot detecta activitatea proteazelor, catalizatori biologici care pot ajuta celulele tumorale să se răspândească. Cu toate acestea, deoarece acest echipament nu este întotdeauna disponibil, cercetătorii au dezvoltat noi senzori de nanoparticule care ar putea fi analizate mai ușor și la prețuri mai accesibile, folosind o tehnologie care citește secvențe repetitive de ADN numită CRISPR.

Mai exact, nanosenzorii sunt concepuți astfel încât, atunci când întâlnesc o tumoare, să elibereze secvențe scurte de ADN care vor ajunge în cele din urmă în urina pacientului. Proba de urină poate fi analizată cu ajutorul unei benzi de hârtie care recunoaște un semnal activat de o enzimă CRISPR numită Cas12a. Atunci când este prezent un anumit "cod de bare" de ADN, Cas12a amplifică semnalul, astfel încât acesta apare ca o bandă întunecată pe testul de hârtie.

Într-un studiu efectuat pe șoareci, oamenii de știință au arătat că un panou de cinci coduri de bare de ADN ar putea distinge cu precizie tumorile care au apărut pentru prima dată în plămâni de tumorile formate de celule de cancer colorectal care au făcut metastaze. De asemenea, echipa a colaborat cu alte instituții pentru a construi un dispozitiv care să distingă cel puțin 46 de coduri de bare ADN într-o singură probă. Oamenii de știință au declarat că acum lucrează la dezvoltarea în continuare a nanoparticulelor, cu scopul de a le testa pe oameni.