Наука

Российские ученые создали сенсор для ранней диагностики рака

1200 800 600 400 600 600 200 200 895 505

Гибридный сенсор для ранней диагностики рака разработала команда российских ученых из ВШЭ, «Сколтеха», МПГУ и МИСИС. Подробнее об устройстве они рассказали в статье в журнале Optics Letters.

«Лаборатории на чипе», миниатюрные приборы, способные провести сложный биохимический анализ — один из перспективных способов ранней диагностики рака. Исследователи разработали новый гибридный сенсор, распознающий газы и жидкости при минимальной их концентрации в растворах и способный работать с пробами небольшого объема. Устройство состоит из нанофотонной и микрофлюидной частей. Нанофотонная — расположенные на чипе высокочувствительные оптические датчики, а микрофлюидная — каналы над ними. Прокачиваемые через каналы жидкости или газы влияют на распространение оптического излучения в чувствительных нанофотонных элементах, изменяя выходные спектральные характеристики. На основании этих изменений ученые делают выводы о составе пробы.

В качестве онкомаркера сенсор будет определять экзосомы — внеклеточные пузырьки, количество которых заметно возрастает на ранних стадиях развития рака. Пока что ученые протестировали устройство на различных концентрациях изопропилового спирта. Сенсор справился с его обнаружением в концентрации 12 молекул на 1 млн молекул воды.

«Сейчас устройство и необходимое экспериментальное оборудование для его работы довольно громоздкие. Установка содержит перистальтический насос, перестраиваемый лазер, детектор, чип и персональный компьютер для обработки полученных данных. В будущем мы бы хотели сделать компактное сенсорное устройство для экспресс-тестирования, которое позволит сократить временные и материальные издержки для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических заболеваний», — добавил один из авторов работы, аспирант «Сколтеха» Алексей Кузин.

Ранее специалисты Пенсильванского университета в Филадельфии разработали модель, предсказывающую риски развития рака поджелудочной железы. В модели они учли уровень сахара в крови натощак, возраст, ИМТ, прием ингибиторов протонной помпы, уровни общего холестерина, ЛПНП, ЛПВП, аланин-аминотрасферазы и щелочной фосфатазы. Важные для предсказания риска факторы исследователи определили с помощью выборки почти в 140 тыс. людей с преддиабетом, у 0,2% из которых за три года наблюдений развился рак поджелудочной. Среднее время от выявления преддиабета до диагностики рака составило 326 дней.

«В течение последних нескольких лет наша команда стремилась создать модель, с помощью которой людей, подверженных риску развития рака поджелудочной железы, можно было бы выявлять на как можно более ранней стадии заболевания, когда еще можно удалить опухоль», — отметили исследователи.

Они надеются, что эффективность их модели подтвердится в дальнейших исследованиях, и в будущем модель удастся использовать для раннего выявления рака поджелудочной — обычно его диагностируют уже на той стадии, когда лечение практически бесполезно.