Новый анализ крови может выявить рак до появления опухоли на снимках

Учёные создали сверхчувствительный световой сенсор, способный обнаруживать в крови следовые количества биомаркеров рака, что потенциально позволяет диагностировать заболевание задолго до того, как опухоль станет видна на снимках.

Биомаркеры, такие как белки или фрагменты ДНК, сигнализируют о наличии или риске развития рака. Сложность в том, что на ранних стадиях их концентрация в крови крайне мала. Новая технология объединяет наноструктуры из ДНК, квантовые точки и систему редактирования генов CRISPR для обнаружения этих слабых сигналов с помощью метода генерации второй гармоники (ГВГ).

«Если этот подход окажется успешным, он может помочь упростить лечение болезней, потенциально повысить выживаемость и снизить общие расходы на здравоохранение», — сказал руководитель исследовательской группы Хань Чжан из Шэньчжэньского университета.

В журнале Optica команда сообщила, что устройство обнаружило биомаркеры рака лёгких в образцах пациентов на суб-аттомолярном уровне, выдавая чёткий сигнал даже при наличии всего нескольких молекул. Платформа программируема и может быть адаптирована для поиска вирусов, бактерий, токсинов или биомаркеров других заболеваний, например, болезни Альцгеймера.

«Для ранней диагностики этот метод обещает сделать возможным простой скрининг рака лёгких по анализу крови до того, как опухоль станет видна на КТ», — добавил Чжан.

В отличие от большинства современных тестов, требующих химической амплификации сигнала, новая система использует прямое детектирование. Сенсорный элемент построен на основе двумерного полупроводника — дисульфида молибдена. Нано-пирамиды из ДНК точно позиционируют квантовые точки рядом с его поверхностью, усиливая оптический сигнал. Когда белок CRISPR-Cas12a распознаёт целевой биомаркер, он разрезает ДНК-якоря, что вызывает измеримое падение сигнала ГВГ.

В испытаниях сенсор успешно и с высокой специфичностью обнаружил биомаркер miR-21, связанный с раком лёгких, в человеческой сыворотке. Следующая цель учёных — миниатюризировать оптическую систему для создания портативного устройства, которое можно будет использовать у постели больного или в удалённых районах.

ИИ: Это прорывное исследование открывает путь к тотальному скринингу онкологических заболеваний с помощью простого анализа крови. Если технологию удастся довести до коммерческого использования, это кардинально изменит раннюю диагностику рака, спасая миллионы жизней.