Новый подход ускоряет обнаружение биомаркеров рака для диагностики по месту оказания медицинской помощи.

Обнаружение и количественная оценка связанных с раком молекулярных биомаркеров в жидкостях организма или жидких биопсиях доказывают минимально инвазивность в ранней диагностике рака.

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне разработали подход, который ускоряет обнаружение биомаркеров рака в образцах, взятых во время и в месте оказания помощи пациенту.

Исследование, опубликованное в ACS Nano , было сосредоточено на обнаружении группы молекулярных биомаркеров, называемых микроРНК (миРНК), малых, одноцепочечных и некодирующих РНК, которые играют важную роль в экспрессии и регуляции генов. Что еще более важно, микроРНК были связаны с определенными типами и стадиями рака и, как таковые, привлекли повышенное внимание.

Поскольку опухолеспецифические мутации в микроРНК могут быть связаны с прогрессированием опухоли и метастазированием, мы можем использовать микроРНК для ранней диагностики рака и выбора терапии в будущем. Обычные методы обнаружения требуют до нескольких часов, чтобы человек получил результат, поэтому мы хотели ускорить время отклика и сделать его короче».

Конгню Че, аспирант биоинженерии в лаборатории Каннингема и первый автор статьи.

Ранее группа Cunningham разработала метод захвата биомаркеров миРНК, названный фотонной резонаторной абсорбционной микроскопией, который позволяет визуализировать наночастицы золота, связанные с миРНК-мишенями. При использовании наночастиц, содержащих только золото, потребуется от 1 до 2 часов, прежде чем наночастицы попадут в биосенсор. Чтобы ускорить процесс, Че синтезировал магнитно-плазмонные наночастицы, которые включали материалы железа, которые затем могли притягиваться стационарным магнитом, помещенным под биосенсор. Время обнаружения сократилось до одной минуты.

«В нашем подходе время отклика составляет одну минуту, а это означает, что пациент или врач ждет только одну минуту, прежде чем узнает результат теста», — сказал Че.

«Если у вас есть такой простой, быстрый и чувствительный тест, его можно использовать для выявления рака, мониторинга эффективности лечения рака и последующего лечения», — сказал руководитель исследования Брайан Каннингем (директор CGD / MMG), фонд Intel Alumni Endowed. Кафедра электротехники и вычислительной техники. «Мы предполагаем, что этот метод будет использоваться в поликлинике, поэтому вам не придется брать образец, отправлять его в лабораторию и ждать несколько дней».

В исследовании исследователи сосредоточились на микроРНК, связанных с распространенным раком простаты, поскольку они сотрудничают с экспертами по раку простаты в Институте рака Хантсмана в Юте. Они продемонстрировали более быстрое время обнаружения и высокую селективность при использовании магнитно-плазмонных наночастиц для обнаружения микроРНК в сыворотке человека.

«Этот подход обеспечивает гораздо более быстрый анализ биомаркеров микроРНК, которые используются в диагностике рака, питания, сердечно-сосудистых заболеваний и материнского здоровья в условиях оказания медицинской помощи», — сказал Каннингем.

Эта работа была поддержана IGB, Национальными институтами здравоохранения, Национальным научным фондом и Объединенным исследовательским центром ZJU-UIUC Чжэцзянского университета.