Nauka  / Artykuł

Choroby wykryjemy na podstawie pojedynczych molekuł w osoczu. To może być rewolucja w diagnostyce

Zespół naukowców z Imperial College London opracował nowy sposób diagnozowania niektórych odmian raka i zaburzeń neurologicznych. 

Jedną z najważniejszych kwestii w przypadku leczenia chorób nowotworowych jest ich wczesne odkrycie. W zasadzie im szybciej wykryjemy u kogoś obecność komórek rakowych, tym większe szanse ma on na przeżycie. Czwórka naukowców z brytyjskiej uczelni zgłosiła właśnie wniosek patentowy na metodę, którą można podsumować następująco: już szybciej się nie da.

Biomarkery, aptamery i nanopory.

Metodę ciężko opisać jako rewolucyjną. Korzysta ona bowiem z rozwiązań rozwijanych już od jakiegoś czasu. Samo ich połączenie jest jednak bardzo nowatorskie.

Na czym polega nowy sposób diagnozy? Od badanego pacjenta pobierana jest próbka plazmy. A właściwie próbka krwi, z której, podczas procesu wirowania, wydzielane jest osocze (czyli plazma). Rolą osocza w naszym organizmie jest transport składników niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania naszych komórek. Oprócz tego w osoczu możemy znaleźć również produkty przemiany materii komórek. I właśnie tu leży pies pogrzebany - stosując odpowiednią metodę w osoczu możemy wykryć ślady wskazujące na istnienie komórek nowotworowych w naszym organizmie.

Ok, osocze już mamy. Pora na przeprowadzenie testu. Żeby odkryć pierwsze oznaki problemów w naszym organizmie, trzeba oznaczyć je w taki sposób, by można było wykryć je podczas badania. Tu z pomocą angielskich naukowców przyszły tzw. aptamery, czyli syntetyczne molekuły DNA, które wiążą się z określonymi proteinami - tzw. biomarkerami.

Testując tę metodę, zespół prowadzony przez Alexa Ivanova i Jasmine Sze wyszukał alfa-trombinę. Alfa trombina to proteaza serynowa której podwyższony poziom w osoczu oznacza, że badany pacjent może cierpieć na trombozę (zakrzepicę żylną).

Po przygotowaniu odpowiedniego aptameru, który łączył się z alfa-trombiną, naukowcy przepuścili zmodyfikowaną próbkę osocza przez nanometrową szczelinę nazywaną detektorem nanoporowym. Żeby to lepiej zrozumieć, wyobraźcie sobie przejście graniczne. Człowiek chcący przekroczyć granicę danego państwa musi wylegitymować się stosownym dokumentem.

diagnostyka pojedyncze molekuly
Powyższa ilustracja demonstruje działanie metody opracowanej przez naukowców z Imperial College London.

Mniej więcej to samo dzieje się podczas przepuszczenia plazmy przez nanodetektor. Cząsteczki znajdujące się w osoczu, przechodzą przez niego po kolei, co w połączeniu ze zmianami napięcia (nanoszczelina podłączona jest do prądu) pozwoliło naukowcom na ich drobiazgowe rozróżnienie.

To prawdopodobnie najszybsza i najdokładniejsza metoda diagnozy, jaką kiedykolwiek opracowano.

Znadniem Ivanova i Sze, pojedyncza próbka osocza może zostać zbadana pod kątem występowania aż 5 różnych biomarkerów. Pozostaje jeszcze kwestia opracowania odpowiednich aptamerów i ustalenia, których konkretnie schorzeń będziemy poszukiwać wykorzystując tę metodę.

Pamiętajmy bowiem, że skuteczność jej działania zależy od tego, czy biomarkery wskazujące na występowanie np. choroby nowotworowej w organizmie badanego pacjenta muszą być obecne w jego osoczu.

- Wykrywanie pojedynczych molekuł danych biomarkerów to sposób na wczesną diagnozę o najwyższej czułości. Udowodniliśmy, że tego typu pomiary są możliwe na prawdziwych próbkach ludzkiego osocza - mówi Ivanov.

Naukowcy są w trakcie rejestracji wniosku patentowego swojej metody i zastanawiają się nad możliwościami jej komercyjnego zastosowania. Na pewno będą musieli stworzyć listę chorób, które da się wykrywać w ten sposób oraz opracować konkretne aptamery dla każdej z nich. Ich metoda pozwala na wykrywanie pierwszych oznak choroby na poziomie molekularnym, co samo w sobie jest imponującym osiągnięciem.

Wyobraźcie sobie przyszłość, w której każdy człowiek będzie mógł wyposażyć swój organizm w stado nano-robotów korzystających z tej metody do poszukiwania najmniejszych oznak zagrażających nam dolegliwości.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst