Naujos kartos diagnostika

Viena iš didingiausių individualizuotos medicinos svajonių yra aptikti ir pašalinti navikus, kol jie nekelia grėsmės gyvybei – dar net nepamačius medicininiuose vaizduose. Dabar Kembridžas, MA, startuolis vadinamas Quanterix kuria itin jautrią baltymų aptikimo technologiją, kuri gali suskaičiuoti atskiras molekules ir potencialiai aptikti būdingų baltymų pėdsakus, kuriuos į kraują išskiria maži navikai.

Laboratorinis patarimas: Optinio pluošto gale išraižyti šuliniai leidžia tyrėjams aptikti atskirus baltymus kraujo mėginiuose. Kiekvienas šiame paveikslėlyje esantis šulinys yra maždaug 2,5 mikrometro skersmens ir yra atskiro optinio pluošto gijos gale.

Prielaida yra pasiekti, kad diagnostika būtų kuo jautresnio lygio, sako Deividas Voltas chemikas ir Howardo Hugheso medicinos instituto profesorius Tufts universitete, sukūręs Quanterix technologiją. Baltymų pėdsakai kraujyje taip pat gali atskleisti ankstyvus širdies ligų, Alzheimerio ir kitų negalavimų požymius ir įgalinti neinvazinę vaisiaus diagnostiką.

Jei galėtume suprasti pradinį baltymų kiekį serume, jį būtų galima panaudoti integruotai žmogaus sveikatai per visą gyvenimą sekti. Kristupas Meilė MIT chemijos inžinerijos profesorius, nesusijęs su Quanterix.

Taikant dabartines klinikines technologijas, ligoninių laboratorijos gali aptikti tik gausiausius baltymus – tik ketvirtadalį visų kraujyje esančių baltymų. Kadangi baltymų kraujyje yra įvairios koncentracijos, apimančios apie 16 dydžių, gausūs baltymai užmaskuoja retus. Tai panašu į bandymą šieno kupetoje ieškoti šiek tiek kitokio šieno, sako Miškas Baltas , MIT biologijos inžinierius.

Multimedija

• Žiūrėkite, kaip baltymai užsidega optinio pluošto viduje.

Dabartinė aptikimo riba yra 10 pikogramų baltymų viename mililitre kraujo. Tačiau Waltas sukūrė aptikimo techniką, kuri leidžia jam suskaičiuoti atskiras kraujyje esančias baltymų molekules, naudojant specialiai apdorotas optines skaidulas. Vienas optinis pluoštas yra pluoštas, sudarytas iš tūkstančių atskirų stiklo gijų, kurių kiekvienas neša skirtingą šviesos srautą. Panardindamas optines skaidulas į rūgštį, Waltas išgraviruoja juos dešimtimis tūkstančių mikrošulinėlių, po vieną kiekvieno siūlelio gale. Dėl to kiekvienas pluoštas efektyviai paverčiamas dideliu nanoskalės mėgintuvėlių rinkiniu, kurių kiekvienas yra padengtas tūkstančiais baltymus fiksuojančių antikūnų.

Pluošto galiukas panardinamas į lašelį, kuriame yra kraujo mėginys ir baltymus nukreipiantis fermentas. Jei baltymo yra kraujyje, įstrigusio žmogaus duobutėje, jis bus užfiksuotas tarp antikūno ir fermento, kaip ir mėsa sumuštinio viduje. Kai Waltas siunčia šviesą optiniu pluoštu, sumuštas antikūnas ir fermentas reaguoja, skleidžiant raudoną arba geltoną fluorescencinę šviesą. Šviesa sklinda atgal optiniu pluoštu.

Skaičiuodamas, kiek mikrošulinėlių užsidega, Voltas gali nustatyti baltymo koncentraciją kraujo mėginyje. Nepublikuotame principo įrodymo eksperimente Waltas teigia, kad jo optinio pluošto metodas galėjo aptikti žmogaus vėžio biomarkerį karvės kraujyje, kurio koncentracija buvo 250 kartų mažesnė nei galima naudojant klinikinius metodus.

Tiek mažai žinoma apie 800 ar daugiau likusių kraujo baltymų, kuriems taikomos dabartinės aptikimo ribos, todėl mokslininkai gali tik spėlioti apie jų klinikinę svarbą. Kalbamės su gydytojais, kad išsiaiškintume, ką prasminga išbandyti, sako Waltas. Kai įmonė pasirenka tikslinius baltymus, jie paims ligoninėse archyvuotus kraujo mėginius ir bandys susieti baltymų kiekį su klinikiniais rezultatais. Kiekvieną kartą, kai atsiranda jautresnė technologija, ji atvėrė naują diagnostiką ir paskatino gydymo pažangą, sako Waltas.

Ankstyvas aptikimas gali turėti neigiamą pusę. Nenorime gąsdinti žmonių sakydami: „Jūs turite ankstyvą auglį“, – sako Waltas. Gali būti, kad imuninė sistema pasirūpina mažais navikais. Taigi visi galimi biomarkeriai turės būti kruopščiai patvirtinti. Tačiau net jei naujasis metodas leidžia atlikti tik vieno vėžio biomarkerio tyrimą, Waltas tikisi, kad jis pagerins daugelio žmonių išgyvenamumą.

Manome, kad tai gali pakeisti diagnostiką, sako Waltas.

paslėpti