211service.com
Spit senzor zaznamená rakovinu ústní dutiny
Poprvé může optický senzor vyvinutý výzkumníky z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) měřit proteiny ve slinách, které jsou spojeny s rakovinou ústní dutiny. Zařízení je vysoce citlivé a umožňuje lékařům a zubařům odhalit onemocnění včas, když je míra přežití pacientů vysoká.
Analyzuji sliny: Leyla Sabet, členka výzkumného týmu UCLA, který postavil nový optický proteinový senzor, sedí před zařízením. Na základě konfokálního mikroskopu vědci používají ultrasenzitivní systém k detekci biomarkerů ve vzorcích slin, které jsou spojeny s rakovinou ústní dutiny.
Výzkumníci v současné době spolupracují s Národním institutem zdraví (NIH), aby posunuli technologii do klinických testů, aby z ní bylo možné vyvinout zařízení, které lze používat v ordinacích zubních lékařů. Chih-Ming Ho , vědec z UCLA a hlavní řešitel senzoru, říká, že jde o všestranný nástroj a lze jej použít k detekci dalších biomarkerů specifických pro onemocnění.
Když je rakovina ústní dutiny identifikována v raných stádiích, míra přežití pacientů je téměř 90 procent ve srovnání s 50 procenty, když je onemocnění pokročilé, říká Carter Van Waes , vedoucí chirurgie hlavy a krku v Národním institutu pro hluchotu a jiné poruchy komunikace (NIDCD). Americká rakovinová společnost odhady že v roce 2008 bude ve Spojených státech 35 310 nových případů rakoviny dutiny ústní. Časné formy je těžké odhalit pouhým vizuálním vyšetřením úst, říká Van Waes, takže lékaři musí buď provést biopsii – odebrat tkáň pro testování – nebo analyzovat bílkoviny v krvi.
Detekce biomarkerů rakoviny ve slinách by byla mnohem jednodušší test na provedení, ale je také technicky náročnější: proteinové markery se ve slinách odhalují hůře než v krvi. K vytvoření ultracitlivého senzoru začali vědci se skleněným substrátem potaženým proteinem zvaným streptavidin, který umožňuje dalším biomolekulám vázat se na substrát a na sebe navzájem. Vědci poté přidali molekulu, která by zachytila a vázala rakovinový biomarker – protein ve slinách nazývaný IL-8, u kterého předchozí výzkum prokázal, že souvisí s rakovinou ústní dutiny. Přidali také molekuly navržené tak, aby udržely povrch skla bez dalších proteinů, které by mohly zkazit detekci biomarkeru. Pro vizualizaci cílových molekul Hoův tým přidal sadu fluorescenčně značených proteinů navržených tak, aby se připojily k zachyceným IL-8 markerům.
Protože sliny mají nižší koncentraci proteinů než krev, tým potřeboval vysoce citlivou metodu k detekci značených proteinů mezi šumem pozadí, zbloudilými molekulami ve slinách, které také fluoreskují. Vědci tedy použili konfokální mikroskop – zobrazovací systém, který využívá laser ke sběru světla generovaného ze vzorku – k analýze slin. Ho a jeho tým zjistili, že zaměření laserového světla na konkrétní část vzorku vedlo k vyššímu poměru signálu k šumu, což jim umožňuje detekovat nižší koncentrace biomarkeru rakoviny.
Ve skutečnosti, Ho říká, zařízení je 100krát citlivější než standardní technika detekce proteinů, ELISA. Rozsáhlejší a invazivní proces ELISA vyžaduje, aby byly proteiny před testováním z krve vyčištěny.
Konfokální mikroskop je sofistikovaný zobrazovací systém, který je jádrem práce výzkumníků UCLA a co nakonec vedlo ke zlepšení detekce, říká John McDevitt , profesor chemie na Texaské univerzitě, který se také věnuje diagnostice slin. Hlavní výzvou, které nyní skupina UCLA čelí, je, jak tuto techniku použít mimo laboratorní prostředí, říká.
Vědci z UCLA testovali optický proteinový senzor na 40 pacientech – 20 zdravých jedincích a 20 jedincích s rakovinou dutiny ústní. Výsledky se ukázaly na 95 procent přesné, říká Ho. Studie byla zveřejněna online v mezinárodním časopise Biosenzory a bioelektronika .
Nový senzor je hlavním krokem v diagnostice slin, což je oblast, která se velmi pečlivě zkoumá, aby se zjistilo, kde by mohlo být lepší použít sliny než krev, říká Spencer Redding , vedoucí oddělení zubní diagnostiky na University of Texas Health Science Center v San Antoniu, který spolupracuje s McDevittem. Další možné aplikace takové technologie zahrnují detekci srdečních chorob, infekčních chorob a astmatu, říká Redding.