Сверхчувствительное наноустройство может обнаруживать рак на крайне ранних стадиях

Крайне раннее обнаружение рака и других заболеваний становится возможным благодаря сверхчувствительному наноустройству, разрабатываемому в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH) совместно с Объединенной школой нанонауки и наноинженерии (JSNN) в Гринсборо, Северная Каролина.

Устройство готово для упаковки в блок размером с ланчбокс, который в конечном итоге может использовать мобильное приложение для предоставления результатов теста.

Чувствительность оборудования обещает возможность обнаружения рака на очень ранней стадии, даже когда это небольшой кластер клеток. На этой стадии болезнь легче лечить.

Один из таких тестов обнаруживает минимальные уровни интерлейкина-6 (IL-6) в кровотоке. IL-6 секретируется Т-клетками и макрофагами организма для стимуляции воспалительных и иммунных реакций. Если у человека есть рак, его базовый уровень IL-6 повышается. Многие виды рака связаны с IL-6. Повышенный уровень IL-6 также может сигнализировать о воспалении, указывающем на наличие других состояний.

Ученые также разрабатывают тесты на простат-специфический антиген (PSA), индикатор рака простаты, но устройство можно откалибровать для тестирования на любые белковые антигены-биомаркеры.

После упаковки портативное устройство будет идеально для применения в местах оказания медицинской помощи, обеспечивая быстрые результаты без необходимости в лаборатории. Это особенно стало бы большим подспорьем для стран с ограниченными медицинскими учреждениями и бюджетами, где такое оборудование могло бы быть ценным в борьбе со вспышками заболеваний, такими как вирус Эбола в Западной Африке.

В основе устройства лежит нанозонд диаметром 125 микрон с наноточками из золота на волоконном сердечнике диаметром 4 микрона. Каждая золотая наноточка имеет диаметр 160 нанометров. Зонд покрыт биохимическим линкером, чтобы специфические для конкретного теста антитела прикреплялись к нему.

Тест основан на преломлении света от антигенов, связанных с антителами на нанозонде. Свойства наночастиц дают резонансный сдвиг при биологической реакции связывания. Волоконно-оптическая нить, на которой закреплены сенсоры, направляет результирующие световые волны на спектрометр, и компьютер определяет результат теста.

Ранние тесты включали идентификацию профилей ДНК, прежде чем исследования перешли к антигенам. Наиболее значимым медицинским аспектом устройства является его способность обнаруживать следовые уровни биомаркеров рака в крови.