Обнаружение необнаружимого в тестировании на рак простаты

Исследователи из Северо-Западного университета с помощью сверхчувствительного нанотехнологического инструмента — системы биобаркодов — обнаружили ранее неопределяемые уровни простат-специфического антигена (PSA) у пациентов после радикальной простатэктомии. Этот новый анализ в 300 раз чувствительнее коммерчески доступных тестов на PSA.

Возможность легко и быстро обнаруживать очень низкие уровни PSA может позволить врачам диагностировать рецидив рака простаты у мужчин на годы раньше, чем это возможно сейчас. «Мы определили новый ноль для PSA», — сказал Чад Миркин, доктор философии, ведущий исследователь. Это исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

«Этот новый анализ PSA может изменить подход к ведению пациентов, прошедших хирургическое лечение рака простаты», — отметил Уильям Дж. Каталона, доктор медицины. Поскольку «нано-анализ PSA» более чувствителен, он может позволить врачам точнее назначать адъювантную лучевую терапию пациентам с риском опасного рецидива.

Это ранний пример того, как нанотехнологии могут улучшить медицинскую диагностику и раннее выявление рака. Для пациентов с рецидивом после операции:

  • Обнаружение стабильного низкого уровня PSA может дать уверенность в отсутствии рецидива гораздо раньше.
  • Раннее обнаружение растущего уровня PSA позволит раньше диагностировать рецидив и вмешаться.
  • Эффективность послеоперационного лечения можно оценивать, отслеживая уровень PSA.

«Первый путь к новой терапии — хороший диагностический инструмент, и он у нас есть», — сказал Миркин. «Эта технология может стать коммерческим инструментом уже через 18 месяцев».

В этом пилотном исследовании анализировались образцы сыворотки 18 пациентов. Исследователи смогли надежно и точно количественно определить значения PSA менее 0,1 нанограмма на миллилитр — клинический предел обнаружения для коммерческих анализов. Нижний предел обнаружения PSA с помощью анализа с биобаркодом примерно в 300 раз ниже, чем у коммерческих тестов.

Принцип работы технологии:

  1. Используются наночастицы золота с ДНК и антителами к PSA и магнитные микрочастицы со вторым антителом к PSA.
  2. В образце крови они «узнают» и связывают PSA, образуя «сэндвич»: частица–белок–частица.
  3. К каждой наночастице золота прикреплены сотни идентичных цепочек ДНК («ДНК-баркод»).
  4. После магнитного удаления «сэндвича» из раствора ДНК снимается и детектируется.
  5. Количество PSA рассчитывается на основе количества ДНК-баркода. На каждую захваченную молекулу PSA высвобождаются сотни цепочек ДНК, что усиливает сигнал.

Исследование поддержано NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer. Команда университета сейчас проводит ретроспективное исследование с участием 260 пациентов.