Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Notre Dame στην Ιντιάνα των ΗΠΑ ανέπτυξαν ένα εργαλείο που μπορεί να διαγνώσει το γλοιοβλάστωμα, έναν ταχέως αναπτυσσόμενο και ανίατο καρκίνο του εγκεφάλου, σε λιγότερο από μία ώρα. Ο μέσος ασθενής με γλοιοβλάστωμα επιβιώνει 12-18 μήνες μετά τη διάγνωση.
Το διαγνωστικό εργαλείο διαθέτει ένα βιοτσίπ που χρησιμοποιεί ηλεκτροκινητική τεχνολογία για την ανίχνευση βιοδεικτών ή ενεργών υποδοχέων του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR), οι οποίοι υπερεκφράζονται σε ορισμένους καρκίνους όπως το γλοιοβλάστωμα και βρίσκονται σε εξωκυτταρικά κυστίδια.
«Τα εξωκυτταρικά κυστίδια ή εξωσώματα είναι μοναδικά νανοσωματίδια που εκκρίνονται από κύτταρα. Είναι μεγάλα – 10 έως 50 φορές μεγαλύτερα από ένα μόριο – και έχουν ασθενές φορτίο. Η τεχνολογία μας σχεδιάστηκε ειδικά για αυτά τα νανοσωματίδια, χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά τους προς όφελός μας», δήλωσε ο Hsueh-Chia Chang, καθηγητής Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής στο Notre Dame και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η πρόκληση για τους ερευνητές ήταν διπλή καθώς έπρεπε να αναπτύξουν ένα εργαλείο που θα διακρίνει μεταξύ ενεργών και μη ενεργών EGFR και θα ανιχνεύει ενεργά EGFR σε εξωκυτταρικά κυστίδια από δείγματα αίματος. Για να το κάνουν αυτό, δημιούργησαν ένα βιοτσίπ που διαθέτει έναν φθηνό, ηλεκτροκινητικό αισθητήρα. Λόγω του μεγέθους των εξωκυτταρικών κυστιδίων, τα αντισώματα στον αισθητήρα μπορούν να σχηματίσουν πολλαπλούς δεσμούς στο ίδιο εξωκυττάριο κυστίδιο. Αυτή η μέθοδος ενισχύει σημαντικά την ευαισθησία του διαγνωστικού εργαλείου.
Στη συνέχεια, τα συνθετικά νανοσωματίδια πυριτίου «επισημαίνουν» την παρουσία ενεργών EGFRs στα δεσμευμένα εξωκυτταρικά κυστίδια, ενώ φέρνουν υψηλό αρνητικό φορτίο. Όταν τα εξωκυττάρια κυστίδια έχουν ενεργά EGFR, μπορεί να παρατηρηθεί μια μετατόπιση τάσης, υποδηλώνοντας την παρουσία γλοιοβλαστώματος στον ασθενή.
Αυτή η στρατηγική ανίχνευσης φορτίου ελαχιστοποιεί τις παρεμβολές που είναι κοινές στις τρέχουσες τεχνολογίες αισθητήρων που χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις ή φθορισμό. Η ανάλυση ενός δείγματος αίματος διαρκεί λιγότερο από μία ώρα και χρειάζονται μόνο 100 μικρολίτρα αίματος.
Αν και αυτή η διαγνωστική συσκευή αναπτύχθηκε για το γλοιοβλάστωμα, οι ερευνητές λένε ότι μπορεί να προσαρμοστεί για άλλους τύπους βιολογικών νανοσωματιδίων. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη ενός εργαλείου που θα ανιχνεύει έναν αριθμό διαφορετικών βιοδεικτών για άλλες ασθένειες, όπως ο καρκίνος του παγκρέατος, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, η άνοια και η επιληψία.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό «Communications Biology».
