Наночастинки, які пацієнт вдихатиме через інгаляцію, вкажуть на наявність раку легень, виділяючи у сечу маркери хвороби. Підхід діє завдяки взаємодії наночастинок із речовинами, що надто активні у пухлинах, та виробленню внаслідок цього сполук, які виводяться сечею. Підхід допоможе зробити скринінг раку легень доступнішим, повідомляє MIT News. Стаття опублікована у журналі Science Advances.
Наносенсори, придатні для інгаляції. Знизу — зображення наносенсорів під мікроскопом. MIT News
Що не так із наявною діагностикою?
Рак легень стає дедалі поширенішим у всьому світі, що обумовлено як зростанням забрудненості повітря, так і курінням. Щоб вчасно його діагностувати, важливо регулярно проходити обстеження. Особливо це стосується людей, які багато курять. Тому, наприклад, у США курцям за 50 років рекомендують щороку проходити комп’ютерну томографію легень, щоб виявити найменші підозрілі зміни у тканинах і могти розпочати лікування якомога скоріше, покращивши прогнози. Однак багато людей не мають доступу до таких обстежень, як через фінансову складову, так і через обмежені медичні послуги в окремих регіонах. Звідси виникла ідея вчених Массачусетського технологічного інституту знайти дешевий і простий спосіб діагностувати рак легень. Оскільки науковці раніше займалися розробленням наносенсорів для діагностування інших видів раку, то продовжили розвивати підхід і щодо раку легень.
Як проявили себе наносенсори?
Наносенсори складаються із полімерних частинок, зв’язаних зі сполукою-репортером, наприклад ДНК, що може від’єднуватися під дією ферментів протеаз. Ці протеази часто надмірно активні в пухлинах, а відділені ними репортери схильні накопичуватися у сечі. Тому за рівнем репортерів у сечі можна оцінити наявність раку.
Щоб виявлення відбувалося у легенях, науковці пристосували наносенсори до вдихання, виготовивши у двох формах — розчину для небулайзера та порошку для інгаляції. В обох випадках при потраплянні у легені наночастинки поглинаються тканинами, а відтак можуть бути розщеплені з вивільненням репортера протеазами в ракових пухлинах. Після того, як репортери потрапляють у кровотік, вони виводяться нирками у сечу. У рідині їх можна виявити протягом 20 хвилин, після занурення у неї тестової паперової смужки.
У дослідах на мишах із еквівалентом 1 і 2 стадії раку легень з’ясувалося. що метод дозволяє з високою точністю виявляти пухлини. Але для цього використали наночастинки різних типів, здатні зв’язуватися з 20 типами протеаз, за різними рівнями яких у сечі визначали наявність хвороби з обробленням результатів алгоритмами машинного навчання. Науковці припускають, що для діагностування раку легень у людей може знадобитися більше типів наносенсорів, однак такий аналіз все ще буде доступнішим за комп’ютерну томографію. А поки вчені перевірятимуть на зразках тканин людських пухлин, чи так само їхні сенсори придатні до виявлення раку у людей, як і в мишей.
Наночастинки у боротьбі з раком
🧲 Пов’язка з магнітними наночастинками може знищувати ракові клітини шкіри, не зачіпаючи здорові
💢 Наночастинки, приєднані до еритроцитів, допоможуть боротися з метастазами у легенях
💥 Комбіновані наночастинки пристосували проникати всередину ракових клітин і знищувати їх, при цьому не руйнувати здорові клітини