Opracowany przez naukowców plaster pokryty dziesiątkami milionów nanoigieł może niedługo zastąpić tradycyjną biopsję. – To podejście dostarcza wielowymiarowych informacji molekularnych z różnych typów komórek w tej samej tkance. Tradycyjne biopsje nie są w stanie tego zrobić. Nasza technologia otwiera nowe sposoby diagnozowania i monitorowania chorób w sposób bezpieczny i bezbolesny – twierdzą naukowcy.
Brytyjscy naukowcy opracowali plaster zawierający dziesiątki milionów mikroskopijnych nanoigieł. Sugerują, iż mógłby on zastąpić bolesne tradycyjne biopsje – informuje pismo „Nature Nanotechnology”.
Biopsje należą do najczęstszych procedur diagnostycznych – co roku na świecie wykonuje się ich miliony. Jednak są inwazyjne, mogą powodować ból i powikłania, co często zniechęca pacjentów do poszukiwania wczesnej diagnozy lub dalszych badań. Poza tym tradycyjne biopsje usuwają fragmenty tkanki, co ogranicza częstotliwość ich stosowania w przypadku chorych narządów, takich jak mózg.
Nanoigłowy plaster zbiera informacje bezboleśnie
Interdyscyplinarny zespół naukowców z King’s College London pod kierunkiem dr Ciro Chiappiniego opracował nanoigłowy plaster, który bezboleśnie zbiera informacje molekularne z tkanek bez ich usuwania lub uszkadzania. Autorzy wynalazku sugerują, iż dzięki niemu możliwe powinno być monitorowanie chorób, takich jak nowotwory czy alzheimer, w czasie rzeczywistym, i wykonywanie wielu powtarzalnych testów z tego samego obszaru.
Ponieważ nanoigły są 1000 razy cieńsze od ludzkiego włosa i nie usuwają tkanki – nie powodują bólu ani uszkodzeń, proces jest mniej bolesny dla pacjentów w porównaniu ze standardowymi biopsjami. Może w wielu przypadkach oznaczać wcześniejszą diagnozę i bardziej regularne monitorowanie, zmieniając sposób śledzenia i leczenia chorób.
Plaster jest pokryty dziesiątkami milionów porowatych, krzemowych nanoigieł. W badaniach przedklinicznych zespół zastosował go do tkanki nowotworowej mózgu pobranej od ludzi i od myszy, będących modelem choroby (glejaka). Nanoigły wyekstrahowały molekularne „odciski palców” — w tym lipidy, białka i mRNA — z komórek, bez usuwania lub uszkadzania tkanki. Taki „odcisk tkanki” jest następnie analizowany dzięki spektrometrii masowej i sztucznej inteligencji, co daje zespołom opieki zdrowotnej szczegółowy wgląd w to, czy guz jest obecny, jak reaguje na leczenie i jak choroba postępuje na poziomie komórkowym.
Nowe możliwości dla osób z rakiem mózgu i alzheimerem
— Pracujemy nad nanoigłami od dwunastu lat, ale to nasze największe osiągnięcie. Otwiera świat możliwości dla osób z rakiem mózgu, chorobą Alzheimera i dla rozwoju medycyny spersonalizowanej. To podejście dostarcza wielowymiarowych informacji molekularnych z różnych typów komórek w tej samej tkance. Tradycyjne biopsje po prostu nie są w stanie tego zrobić. A ponieważ proces ten nie niszczy tkanki, możemy pobrać próbkę tej samej tkanki wiele razy, co wcześniej było niemożliwe — wyjaśnił dr Ciro Chiappini.
Ta technologia mogłaby być stosowana podczas operacji mózgu, aby pomóc chirurgom podejmować szybsze i lepsze decyzje. Na przykład poprzez zastosowanie pokrytego nanoigłami plastra na podejrzanym obszarze wyniki można uzyskać w ciągu 20 minut i w czasie rzeczywistym kierować decyzjami dotyczącymi usuwania tkanki nowotworowej. Wykonane przy użyciu tych samych technik produkcyjnych co chipy komputerowe nanoigły można zintegrować ze zwykłymi urządzeniami medycznymi, takimi jak bandaże, endoskopy i soczewki kontaktowe.
Koniec bolesnych biopsji
– To może być początek końca bolesnych biopsji – ocenił dr Chiappini. – Nasza technologia otwiera nowe sposoby diagnozowania i monitorowania chorób w sposób bezpieczny i bezbolesny – pomagając lekarzom i pacjentom podejmować lepsze, szybsze decyzje.
Przełom był możliwy dzięki wysoce interdyscyplinarnej współpracy w zakresie nanoinżynierii, onkologii klinicznej, biologii komórki i sztucznej inteligencji. Każda z tych dziedzin wnosiła niezbędne narzędzia i perspektywy, które razem otwierały nowe podejście do diagnostyki nieinwazyjnej.
