Vedci z Číny predstavili technológiu, ktorá môže výrazne zmeniť spôsob diagnostiky rakoviny. Výskumníci z univerzity Westlake vyvinuli prenosné zariadenie schopné odhaliť skoré štádiá rakoviny z jedinej kvapky krvi, pričom presnosť testovania má podľa prvých výsledkov dosahovať takmer 95 percent.
Zariadenie pritom nie je veľké ako laboratórny prístroj či nemocničné vybavenie. Celý systém sa zmestí do kompaktného ručného zariadenia, ktoré by v budúcnosti mohlo fungovať podobne jednoducho ako domáci glukomer alebo tehotenský test. Práve jednoduchosť používania a nízka cena patria medzi najväčšie ambície nového projektu, píše Interesting Engineering.
Laboratórnu techniku nahradil malý optický čip
Klasická diagnostika rakoviny pomocou biomarkerov v krvi dnes vyžaduje komplikované laboratórne vybavenie, drahé spektrometre a rozsiahlu analytickú infraštruktúru. Najväčší problém pritom predstavuje zachytenie extrémne slabých biologických signálov, ktoré sa v skorých štádiách ochorenia objavujú len v minimálnych koncentráciách.
Výskumný tím z Westlake University preto zvolil odlišný prístup. Namiesto klasickej analýzy svetelných vlnových dĺžok sa vedci sústredili na zmeny intenzity svetla, ktoré vznikajú pri kontakte biomarkerov s novým senzorovým čipom.
Kľúčovým prvkom technológie je špeciálny trojrozmerný optický čip založený na metamateriáloch. Ten dokáže zaznamenať mimoriadne malé zmeny lomu svetla spôsobené prítomnosťou rakovinových biomarkerov v krvi.
Vedci zároveň výrazne zjednodušili samotnú výrobu čipov a tak namiesto komplikovanej produkcie použili technológiu pripomínajúcu priemyselnú tlač, vďaka čomu je možné vyrábať tisíce identických senzorov naraz. Cena jedného čipu by sa tak podľa autorov výskumu mohla pohybovať okolo piatich dolárov.
Presnosť výrazne prekonala bežné laboratórne testy
Technológia bola testovaná v spolupráci s Xiamen University, pričom sa zamerala na detekciu biomarkerov spojených s rakovinou pľúc. Konkrétne išlo o extracelulárne vezikuly, teda mikroskopické častice, ktoré sa v krvi pacientov objavujú vo veľmi nízkych koncentráciách.
Práve pri ich zachytávaní dosiahol nový systém mimoriadne silné výsledky. Podľa publikovaných údajov bol približne 10-tisíckrát citlivejší než štandardná laboratórna metóda ELISA, ktorá sa dnes bežne používa pri biologických analýzach.
Pri testovaní na vzorke 171 pacientov dosiahlo zariadenie presnosť 94,9 percenta pri včasnej detekcii rakoviny a viac ako 92 percent pri sledovaní pacientov po operácii. Pre porovnanie, tradičné laboratórne testy dosahovali presnosť približne 75 percent.
Výsledky boli publikované v odbornom časopise Nature Photonics a podľa vedcov predstavujú významný krok smerom k lacnejšej a dostupnejšej diagnostike.
Cieľom sú domáce testy aj dostupnosť v odľahlých regiónoch
Najväčší potenciál novej technológie spočíva v jej dostupnosti. Prenosné zariadenie by totiž v budúcnosti mohlo umožniť rýchle testovanie nielen v nemocniciach, ale aj v menších ambulanciách, vidieckych oblastiach alebo dokonca priamo doma.
Vedci zároveň upozorňujú, že technológia nemusí zostať výlučne pri diagnostike rakoviny. Rovnaký princíp by sa mohol využiť aj pri odhaľovaní ďalších ochorení, pri ktorých zohrávajú úlohu špecifické biomarkery v krvi.
Ak sa výsledky potvrdia aj v rozsiahlejších klinických štúdiách, môže ísť o jednu z najvýznamnejších zmien v oblasti včasnej diagnostiky za posledné roky.
