Lumina laser detectează în câteva minute un biomarker al cancerului colorectal din sânge
Cercetătorii de la Universitatea Metropolitană din Osaka au dezvoltat o metodă care folosește lumina laser pentru a accelera interacțiunea dintre anticorpi și antigeni, permițând detectarea unor cantități extrem de mici dintr-un biomarker asociat cancerului colorectal în doar câteva minute. Studiul a fost publicat în revista Nanoscale Horizons.
Cancerul colorectal este al treilea cel mai frecvent diagnosticat tip de cancer și a doua cauză de deces legată de cancer la nivel mondial, ceea ce face ca depistarea precoce să rămână o prioritate importantă pentru cercetători.
Provocările testelor convenționale
Metodele convenționale de măsurare a biomarkerilor bolilor folosesc de obicei imunoteste, în care anticorpii recunosc și se leagă de proteinele țintă specifice, iar evenimentul de legare este transformat într-un semnal detectabil. Aceste teste pot necesita însă ore întregi de incubare și etape de spălare.
Detectarea unei proteine țintă în sânge este dificilă și din cauza faptului că aceasta este înconjurată de mii de alte proteine și de numeroase alte substanțe.
Cum funcționează sistemul cu laser
Cercetătorii au atașat mai mulți anticorpi pe microbiluțe și le-au introdus într-un canal de curgere minuscul care conținea plasmă sanguină. Când a fost aplicat laserul, sistemul de accelerare indusă de lumină (LAC-SYS) a amplificat interacțiunile dintre biluțele acoperite cu anticorpi și CEACAM-5, determinând biluțele să se asambleze. Cercetătorii au putut apoi măsura ansamblurile de biluțe rezultate ca semnal pentru prezența CEACAM-5.
Metoda a detectat CEACAM-5 la concentrații de 1–10 picograme pe mililitru în plasmă sanguină diluată. Pentru fiecare experiment au fost folosiți 5 µL de plasmă, o cantitate aproximativ de dimensiunea unei semințe de susan, diluată serial. Cercetătorii au folosit în principal probe diluate de 1.000 de ori, provenite de la pacienți cu cancer colorectal.
Un avantaj de una până la două ordine de mărime
Aceasta reprezintă o posibilă îmbunătățire de una până la două ordine de mărime față de intervalul de detectare al imunotestelor convenționale, precum testele imunosorbente legate de enzime și imunoprecipitarea.
Cercetătorii au descoperit de asemenea un aspect neașteptat legat de biomarkerul de cancer. S-a constatat că CEACAM-5 există în sânge sub formă de agregate la scară nanometrică. Aceste clustere pot interacționa eficient cu biluțele acoperite cu anticorpi, ajutându-le să se asambleze și producând un semnal detectabil mai puternic, ceea ce ar putea explica modul în care sistemul detectează CEACAM-5 la concentrații atât de scăzute.
Perspective dincolo de cancerul colorectal
Deoarece tehnologia se bazează pe recunoașterea de către anticorpi, cercetătorii speră să o adapteze și pentru alți biomarkeri asociați bolilor, inclusiv cei legați de demență și de boli infecțioase.
Următorul pas este validarea tehnologiei în contexte clinice și determinarea cât de fiabil poate distinge semnalele legate de boală. Echipa își propune totodată să colaboreze cu parteneri din industrie pentru a dezvolta sisteme de diagnostic practice și portabile.
