Чем раньше врачи обнаруживают
опухоль, тем больше у пациента шансов на выздоровление. Новый диагностический
метод обнаружения болезни находится на ранней стадии разработки. Технология
базируетсяна чипе, работающем на
принципах микрофлюидики, с мельчайшими каналами, в которых циркулируют образцы
крови, взятые у пациента. Чип отслеживает белковые маркеры-индикаторы рака.
Измеряемая концентрация опухолевого маркера поможет врачам диагностировать
болезнь на ее ранней стадии.
Подобные
методики уже существуют, но они не достаточно точны и могут определять
молекулы, находящиеся в крови только в высоких концентрациях. Более того, такая
диагностика должна проводиться в лаборатории, занимает много времени и имеет высокую
стоимость.
Проект,
финансируемый немецким министерством образования и научных исследований и
координируемыйИнститутом прикладных
информационных технологий Фраунхофера (FraunhoferFIT), имеет своей целью улучшить существующую
ситуацию. Биофункциональные наночастицы, разработанные исследователями изИнститута исследования силикатов
Фраунхофера(FraunhoferInstituteforSilicateResearchISC) в Вюрцбурге, являются ключевым элементом нового
сенсора. «По сравнению с существующим
положением дел мы повысили предел обнаружения в сто раз», - объясняет
доктор Йорн Пробст (JörnProbst),
руководитель BusinessUnitLifeScience в ISC. «Если
раньше для обнаружения опухолевых маркеров нужно было сто молекул в
определенном количестве образца крови, то сейчас нам нужна только одна. Это
означает, что заболевание можно диагностировать значительно раньше, чем это
возможно с помощью существующих сейчас методов».
Но как
биосенсор, интегрированный в чип, регистрирует те немногие биомолекулы, которые
находятся в крови и являются маркерами определенных заболеваний? «На электроде сенсора мы расположили
наночастицы с прикрепленными к ним антителами, «вылавливающими» соответствующие
белки. Для этого мы многократно прогоняем кровь вдоль поверхности электрода.
Как и в реке, самое быстрое течение наблюдаетсяв каналах, расположенных ближе к середине, в то время как около
берега вода течет медленнее. Поэтому мы сделали что-то напоминающее удочку с
помощью наночастиц, которые регистрируют белки в середине потока, где за
единицу времени проходит наибольшее количество белков. Если антитело «ловит»
соответствующий белок, маркер опухоли, меняется распределение электрического
заряда,и это изменение улавливается
электродом».
Исследовательская
группа сейчас разрабатывают демонстрационный образец, сочетающий в себе четыре
независимых биосенсора, каждый из которых чувствителен к определенным
молекулам. Ученые также работают над одновременным определением нескольких
опухолевых маркеров, что увеличит достоверность диагноза. Система будет готова
к выходу на рынок через несколько лет.