Καρκίνος: Νέα τεχνολογία ανιχνεύει τις κακοήθειες πολύ προτού εμφανιστούν όγκοι

Μια ομάδα ερευνητών δημιούργησε έναν υπερσύγχρονο αισθητήρα φωτός, ικανό να εντοπίζει εξαιρετικά μικρές ποσότητες μορίων που υποδεικνύουν παρουσία καρκίνου στο αίμα. Η τεχνολογία αυτή υπόσχεται απλά αιματολογικά τεστ που θα μπορούν να ανιχνεύουν τον καρκίνο σε πρώιμο στάδιο και να παρακολουθούν την πορεία της θεραπείας με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Η βασική πρόκληση

Όπως διαβάζουμε στο SciTechDaily, η βασική πρόκληση, όσον αφορά στον καρκίνο, είναι η πρώιμη διάγνωση, καθώς τα μοριακά ίχνη του, όπως πρωτεΐνες ή τα θραύσματα DNA, εμφανίζονται σε εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις. Αυτό καθιστά δύσκολη την έγκαιρη ανίχνευσή τους με τις παραδοσιακές μεθόδους. Ο νέος αισθητήρας, όμως, συνδυάζει νανοδομές από DNA-κβαντικών κουκίδων (ημιαγωγών) και τεχνολογία CRISPR, χρησιμοποιώντας μια οπτική μέθοδο γνωστή ως SHG. Όταν ανιχνεύεται ένας δείκτης καρκίνου, η CRISPR-Cas12a κόβει το DNA που συγκρατεί τις κβαντικές κουκίδες, προκαλώντας μετρήσιμη μείωση του φωτεινού σήματος.

Η εφαρμογή του αισθητήρα έχει ήδη δείξει εντυπωσιακά αποτελέσματα. Σε δείγματα ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα, η συσκευή μπόρεσε να εντοπίσει τα μόρια που συνδέονται με την ασθένεια σε πολύ χαμηλά επίπεδα, δηλαδή μετρώντας μόλις μερικά μόρια. Το σύστημα είναι προγραμματιζόμενο, γεγονός που σημαίνει ότι στο μέλλον θα μπορούσε να προσαρμοστεί για την ανίχνευση άλλων νόσων, ιών, βακτηρίων ή ακόμη και τοξινών από το περιβάλλον, καθώς και δεικτών που σχετίζονται με ασθένειες π.χ. με τη νόσο Αλτσχάιμερ.

Πρώιμη διάγνωση με μια σταγόνα αίμα 

Η πραγματοποίηση απλών αιματολογικών εξετάσεων για τη διάγνωση του πρώιμου καρκίνου είναι εξαιρετικά υποσχόμενη. Η καθημερινή ή εβδομαδιαία παρακολούθηση των δεικτών θα μπορούσε να επιτρέψει εξατομικευμένη θεραπευτική προσέγγιση, παρέχοντας στους γιατρούς άμεση πληροφόρηση σχετικά με την ανταπόκριση στην αγωγή, αντί της πολύμηνης αναμονής για τα αποτελέσματα των απεικονιστικών εξετάσεων. 

Οπτική τεχνολογία συνδυασμένη με CRISPR

Η ένταξη της τεχνολογίας CRISPR-Cas12a επιτρέπει την αναγνώριση συγκεκριμένων βιοδεικτών. Όταν το Cas12a εντοπίζει τον στόχο του, κόβει τα DNA που συγκρατούν τις κβαντικές κουκκίδες, μειώνοντας το σήμα SHG και επιτρέποντας την ακριβή μέτρηση. Το DNA, λοιπόν, δεν χρησιμοποιείται μόνο ως βιολογικό υλικό, αλλά ως λίθος για να συναρμολογηθεί ο αισθητήρας με μεγάλη ακρίβεια, συνδυάζοντας ταχύτητα και ευαισθησία χωρίς πρόσθετη ενίσχυση.

Στο στάδιο των δοκιμών, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στον RNA miR-21, που σχετίζεται με τον καρκίνο του πνεύμονα. Ο αισθητήρας λειτούργησε άψογα σε ανθρώπινο ορό από ασθενείς, αναγνωρίζοντας μόνο τον στόχο και αγνοώντας άλλα παρόμοια μόρια RNA. Το επόμενο βήμα είναι η δημιουργία μιας συμπαγούς, φορητής συσκευής που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε νοσοκομεία, εξωτερικά ιατρεία ή σε απομακρυσμένες περιοχές με περιορισμένους πόρους.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Optica.