Учёные обнаружили, что пластырь с десятками миллионов микроскопических наноигл может в скором времени заменить традиционные биопсии. Пластырь предлагает менее инвазивную и безболезненную альтернативу для миллионов пациентов по всему миру, которые ежегодно проходят биопсию для выявления и мониторинга таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
Биопсии — одна из самых распространённых диагностических процедур в мире
Биопсии проводятся миллионы раз каждый год для выявления заболеваний. Однако они инвазивны, могут вызывать боль и осложнения, а также отпугивать пациентов от ранней диагностики и последующих тестов. Традиционные биопсии также предполагают удаление небольших кусочков ткани, что ограничивает частоту и комплексность анализа поражённых органов, таких как мозг.
Новая разработка учёных из Королевского колледжа Лондона
Теперь учёные из Королевского колледжа Лондона разработали пластырь с наноиглами, который безболезненно собирает молекулярную информацию из тканей, не удаляя и не повреждая их. Это может позволить медицинским работникам отслеживать заболевание в режиме реального времени и проводить множественные повторные тесты из одной и той же области — то, что невозможно при стандартных биопсиях.
Поскольку наноиглы в 1000 раз тоньше человеческого волоса и не удаляют ткань, они не вызывают боли или повреждений, что делает процесс менее болезненным для пациентов по сравнению со стандартными биопсиями. Для многих это может означать более раннюю диагностику и более регулярный мониторинг, меняя подход к отслеживанию и лечению заболеваний.
Доктор Чиаппини, возглавлявший исследование, сказал: «Мы работали над наноиглами двенадцать лет, но это наша самая захватывающая разработка. Она открывает мир возможностей для людей с раком мозга, болезнью Альцгеймера и для развития персонализированной медицины. Это позволит учёным, а в дальнейшем и врачам, изучать заболевание в режиме реального времени, как никогда раньше».
Доклинические исследования
В доклинических исследованиях команда применила пластырь к ткани мозга, поражённой раком, взятой из биопсии человека и мышиных моделей. Наноиглы извлекли молекулярные «отпечатки пальцев» — включая липиды, белки и мРНК — из клеток, не удаляя и не повреждая ткань.
Отпечаток ткани затем анализируется с помощью масс-спектрометрии и искусственного интеллекта, предоставляя медицинским работникам подробную информацию о наличии опухоли, её реакции на лечение и о том, как заболевание прогрессирует на клеточном уровне.
Доктор Чиаппини сказал: «Этот подход предоставляет многомерную молекулярную информацию о различных типах клеток в одной и той же ткани. Традиционные биопсии просто не могут этого сделать. И поскольку процесс не разрушает ткань, мы можем брать образцы из одной и той же ткани несколько раз, что ранее было невозможно».
Эта технология может быть использована во время операции на мозге, чтобы помочь хирургам принимать более быстрые и точные решения. Например, нанопластырь можно приложить к подозрительному участку, и результаты будут получены в течение 20 минут, что позволит принимать решения в режиме реального времени об удалении раковой ткани.
Изготовленные с использованием тех же технологий, что и компьютерные чипы, наноиглы могут быть интегрированы в обычные медицинские устройства, такие как бинты, эндоскопы и контактные линзы.
Доктор Чиаппини добавил: «Это может стать началом конца болезненных биопсий. Наша технология открывает новые способы диагностики и мониторинга заболеваний безопасно и безболезненно, помогая врачам и пациентам принимать более взвешенные и быстрые решения».
Прорыв стал возможен благодаря тесному сотрудничеству специалистов в области наноинженерии, клинической онкологии, клеточной биологии и искусственного интеллекта — каждая область внесла необходимые инструменты и перспективы, которые вместе открыли новый подход к неинвазивной диагностике.
Предоставлено
Королевский колледж Лондона