Teadlased lõid odava ja kiire testi ajuvähi tuvastamiseks

Notre Dame’i ülikooli teadlased on välja töötanud uudse automatiseeritud seadme, mis suudab kiiresti kasvavat ja ravimatut ajuvähki glioblastoomi diagnoosida vähem kui tunniga.

Multiformne glioblastoom on agressiivseim ja levinuim primaarne ajukasvaja. Patsientide keskmine eluiga pärast diagnoosi saamist on lühem kui 1 aasta ja 99% haigetest sureb ajukoe lokaalse retsidiivi tõttu.

„Meie meetod ei ole spetsiifiline glioblastoomi jaoks, kuid oli eriti asjakohane alustada just sellega, sest see on surmav ja varajased sõeluuringud on puudulikud,“ ütles ajakirjas Communications Biology avaldatud uuringu juhtivautor Hsueh-Chia Chang. „Meie lootus on, et kui varajane avastamine on paremini teostatav, siis suureneb ka ellujäämisvõimalus.“

Diagnostika põhiosa on biokiip, mis kasutab elektrokineetilist tehnoloogiat biomarkerite ehk aktiivsete epidermaalse kasvufaktori retseptorite (EGFR) avastamiseks, mis on teatud vähivormides üleliia ekspresseeritud ja mida leidub rakuväliselt vesiikulites. Vesiikul on suhteliselt väike tavaliselt veega täidetud põieke raku tsütoplasmas.

„Ekstratsellulaarsed vesiikulid on unikaalsed nanoosakesed, mida rakud eritavad. Nad on suured - 10 kuni 50 korda suuremad kui molekul - ja neil on nõrk laeng. Meie tehnoloogia oli spetsiaalselt nende nanoosakeste jaoks loodud, kasutades nende omadusi ära,“ ütles Chang.

Biokiip kasutab odavat elektrokineetilist andurit, mis on umbes pastapliiatsi südamiku suurune. Tänu rakuvälise vesiikuli suurusele võivad anduril olevad antikehad moodustada mitu sidet sama vesiikuliga. See meetod suurendab oluliselt diagnostika tundlikkust ja selektiivsust.

Seejärel „teatavad“ sünteetilised ränidioksiidi nanoosakesed aktiivsete EGFRide olemasolu kinnipeetud rakuvälise vesiikuli kohta, tuues samal ajal kaasa kõrge negatiivse laengu. Glioblastoomi olemasolu patsiendil näitab pinge nihkumine.

„Meie elektrokineetiline sensor võimaldab teha asju, mida teised diagnostikameetodid ei suuda,“ selgitas uuringu kaasautor Satyajyoti Senapati. „Me saame laadida verd otse ilma igasuguse eeltöötluseta, et eraldada rakuväliseid vesiikuleid, sest meie sensorit ei mõjuta teised osakesed ega molekulid. See muudab sensori haiguste tuvastamiseks tundlikumaks kui teised tehnoloogiad.“

Kokku koosneb seade kolmest osast: automatiseerimisliidesest, kaasaskantava masina prototüübist, mis manustab materjale testi läbiviimiseks, ja biokiibist. Iga testi jaoks on vaja uut biokiipi, kuid automatiseerimisliides ja prototüüp on korduvkasutatavad.

Ühe testi tegemine võtab aega alla tunni ning selleks on vaja ainult 100 mikroliitrit verd. Iga biokiibi valmistamine maksab vähem kui 2 eurot.

Kuigi see diagnostikaseade töötati välja glioblastoomi jaoks, on seda teadlaste sõnul võimalik kohandada erinevate haiguste tuvastamiseks. Changi sõnul uurib töörühm tehnoloogiat kõhunäärmevähi ja potentsiaalselt ka teiste haiguste, näiteks südame-veresoonkonna haiguste, dementsuse ja epilepsia diagnoosimiseks.