Φθηνή εξέταση ούρων μπορεί να ανιχνεύσει τον καρκίνο
Οι μη-μολυσματικές ασθένειες, όπως ο καρκίνος και οι καρδιαγγειακές παθήσεις αυξάνονται σε παγκόσμιο επίπεδο, αλλά είναι δύσκολο να διαγνωστούν, λόγω έλλειψης βιολογικών δεικτών.
Τα πράγματα είναι ακόμα πιο δύσκολα σε χώρες με κακές υποδομές και ακριβή διάγνωση, όπου οι μαστογραφίες και η κολονοσκόπηση δεν είναι διαθέσιμες για όλους.
Ομως μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) ανέπτυξε μια δοκιμή όπου εγχέοντας νανοσωματίδια στον οργανισμό μπορεί να βρει τον νοσούντα ιστό και στη συνέχεια να παράγει έναν βιοδείκτη στα ούρα που μπορεί να ανιχνευτεί μέσα σε λίγα λεπτά με τη χρησιμοποίηση λωρίδων χαρτιού, κάτι σαν το τεστ εγκυμοσύνης στο σπίτι.
Οι ερευνητές που παρουσίασαν τα ευρήματά τους στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών υποστήριξαν πως δοκίμασαν την μέθοδο σε ποντίκια, χρησιμοποιώντας μόνο μία ένεση και μία ταινία ανάλυσης ούρων για να εντοπίσουν ασθένειες τόσο διαφορετικές, όσο ένας συμπαγής καρκίνος και ένας θρόμβος αίματος.
Κατέληξαν δε στο συμπέρασμα πως η πειραματική αυτή δοκιμή προσφέρει την ευκαιρία να αναπτυχθεί ένα φτηνό διαγνωστικό εργαλείο για μια σειρά από ασθένειες, χωρίς την ανάγκη για δαπανηρές επεμβατικές διαδικασίες ή εκπαιδευμένο ιατρικό προσωπικό που θα μπορούσε να είναι ανεκτίμητο σε χώρες με περιορισμένους ιατρικούς πόρους και υποδομές.
«Οταν εφηύραμε τη νέα κατηγορία βιοδεικτών χρησιμοποιήσαμε ένα πολύ εξειδικευμένο εργαλείο για να κάνουμε την ανάλυση. Για τον αναπτυσσόμενο κόσμο σκεφτήκαμε ότι θα ήταν πολύ συναρπαστικό να προσαρμοστεί σε ένα χαρτί που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί σε μη επεξεργασμένα δείγματα σε ένα αγροτικό περιβάλλον, χωρίς την ανάγκη για οποιονδήποτε εξειδικευμένο εξοπλισμό. Η ανάγνωσή του θα μπορούσε να γίνει απλά ακόμα και μέσω ενός απομακρυσμένου φροντιστή ή μέσω μιας εικόνας σε ένα κινητό τηλέφωνο», εξηγεί η Sangeeta Bhatia, ανώτερη συντάκτρια της μελέτης, καθηγήτρια του ΜΙΤ και ερευνήτρια του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes.
Πώς λειτουργεί η μέθοδος
Η τεχνολογία χρησιμοποιεί νανοσωματίδια που αλληλεπιδρούν με τις πρωτεΐνες του όγκου και το καθένα παράγει εκατοντάδες συνθετικούς βιοδείκτες που είναι εύκολο να ανιχνευτούν στα ούρα.
Οι ερευνητές άρχισαν να εργάζονται πάνω σ’ αυτή την ιδέα το 2012, όταν αντιμετώπισαν το πρόβλημα της δυσκολίας ανίχνευσης των όγκων μέσω βιολογικών δεικτών, λόγω του ότι παράγουν πολύ αδύνατα σήματα. Μια ομάδα σημάτων υπό τη μορφή πρωτεϊνών που ονομάζονται μεταλλοπρωτεϊνάσες (MMPs) βοηθούν τα καρκινικά κύτταρα να μεταναστεύουν από τις αρχικές τους θέσεις.
Οι ερευνητές πίστευαν πως αν μπορούσαν να ενισχύσουν με κάποιο τρόπο αυτά τα σήματα, θα μπορούσαν να οδηγηθούν σε ανιχνεύσιμους βιοδείκτες.
Για το λόγο αυτό ανέπτυξαν σωματίδια επικαλυμμένα με μικρά θραύσματα πρωτεϊνών που προσέλκυαν διαφορετικές μεταλλοπρωτεϊνάσες. Το αποτέλεσμα είναι τα νανοσωματίδια να επικεντρωθούν σε καρκινικές θέσεις όπου οι μεταλλοπρωτεϊνάσες τεμαχίζουν τα πεπτίδια (απελευθερώνοντας εκατοντάδες θραυσμάτων πεπτιδίου ανά μόριο) τα οποία στη συνέχεια συγκεντρώνονται στα νεφρά και βγαίνουν από το σώμα με τα ούρα.
Στην αρχή ο μόνος τρόπος για την ανίχνευση της παρουσίας των πεπτιδίων (ενώσεις που σχηματίζονται από περιορισμένο αριθμό αμινοξέων) στα ούρα ήταν με τη χρησιμοποίηση ενός φασματόμετρου μάζας που διαβάζει το μοριακό τους σήμα. Αλλά αυτό είναι ένα πολύ ακριβό κομμάτι του σετ κι έτσι οι ερευνητές αναζήτησαν άλλους τρόπους για να αναλύσουν τα ούρα, καταλήγοντας στην προσέγγιση με το χαρτί που ονομάζεται «τεστ πλευρικής ροής» και χρησιμοποιείται στα τεστ εγκυμοσύνης.
Oι λωρίδες χαρτιού εμποτισμένες με αντισώματα συλλαμβάνουν τα πεπτίδια τα οποία ακολούθως ρέουν κατά μήκος των αόρατων γραμμών των τεστ στη λωρίδα που γίνεται ορατή μόλις συναντά τα συγκεκριμένα πεπτίδια.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι λωρίδες μπορούν να ανιχνεύσουν διάφορα στάδια ή τύπους της νόσου -είναι θέμα επικάλυψης των νανοσωματιδίων με διαφορετικά πεπτίδια και δημιουργίας γραμμών δοκιμής που να είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες σ’ αυτά.
Επιστήμονες που δεν συμμετείχαν στην έρευνα, όπως ο Samuel Sia, αναπληρωτής καθηγητής βιολογικής μηχανικής στο Κολούμπια της Νέας Υόρκης, βρήκαν τη νέα τεχνολογία «έξυπνο και εμπνευσμένο τρόπο για την ανίχνευση κλινικών καταστάσεων, που αποτελεί άλμα προς τα εμπρός, φέρνοντας τη χρήση σε εξωτερικά ιατρεία και αποκεντρωμένες περιοχές όπου η πρόσβαση σε κέντρα υγείας δεν είναι τόσο εύκολη».