Исследователи разработали биосенсор, который может помочь врачам точно диагностировать рак мозга по небольшому образцу крови.
По данным Национального института рака, несмотря на значительные успехи, смертность от опухолей головного мозга остается высокой: пятилетняя выживаемость составляет 36%. Более точные диагнозы могут улучшить ситуацию, но биопсия тканей является инвазивной процедурой и может упустить важную информацию о структуре опухоли. В то же время методы, основанные на визуализации, не обеспечивают достаточной чувствительности и разрешения.
Для эффективного лечения рака головного мозга врачам необходимо не только подтвердить наличие злокачественной опухоли, но и определить, возникла ли она там (первичная опухоль) или переместилась в мозг (вторичная опухоль) из других органов. Врачам также необходимо знать, в каком органе находится опухоль. Поскольку ни один существующий диагностический метод не может определить это без хирургического вмешательства или болезненной спинномозговой пункции, Бо Тан и его коллеги решили разработать неинвазивный тест с использованием небольшого количества сыворотки.
Исследователи использовали высокоинтенсивные лазерные лучи для формирования трехмерных нанослоев оксида никеля на никелевом чипе. Результатом этого процесса стал сверхчувствительный биосенсор, который позволил им обнаруживать мельчайшие количества опухолевых материалов, таких как нуклеиновые кислоты, белки и липиды, которые проникали через гематоэнцефалический барьер в кровоток.
Датчик обнаружил эти компоненты с помощью метода, известного как спектроскопия комбинационного рассеяния с усилением поверхности, которая генерировала молекулярные профили или отпечатки пальцев для каждого образца. Затем исследователи проанализировали эти профили с помощью нейронной сети DEEP, чтобы найти признаки опухоли головного мозга и определить ее тип, а также предсказать ее расположение в мозге.
Используя платформу жидкой биопсии, исследователи смогли обнаружить рак мозга всего по пяти микролитрам сыворотки крови и отличить его от рака молочной железы, легких и колоректального рака со 100% специфичностью и чувствительностью. Также они смогли успешно отличить первичные опухоли головного мозга от вторичных опухолей, которые метастазировали в мозг из легких или молочной железы.
Анализ профиля также позволил исследователям определить, в каком из девяти отделов мозга находится опухоль с точностью 96%. По словам исследователей, неинвазивный характер теста должен позволить специалистам в области здравоохранения отслеживать развитие рака с течением времени, чтобы они могли принимать более обоснованные решения о лечении.
