Исследователи из университета Сапиенца (Италия) и Тегеранского медицинского университета создали наносенсоры рака. Диагностическая платформа состоит из датчиков, которые связывают белки плазмы крови, и матрицы, которая анализирует образцы на патогенность. Разработка была представлена в журнале Nanoscale Horizons.

Каждое заболевание — это процесс, нарушающий единственно возможное нормальное состояние организма. Вирусные частицы проникают в клетки и синтезируют собственный белок, бактерии поедают органические молекулы жидкостей, тканей и высвобождают продукты распада, клетки организма получают по наследству нарушенный ген и формируют нерабочий белок. Эти и другие примеры заболеваний приводят к уникальному профилю биомолекул в крови организма. Описание таких профилей повысило бы точность и скорость диагностики, позволяя делать выводы не по единственному признаку болезни, но по общему их распределению.

Для решения этой задачи международная группа исследователей разработала химическую платформу диагностики. Сенсоры состоят из трех типов липосом — сфер, повторяющих строение мембраны клетки, — различного химического состава и с разным поверхностным зарядом. При взаимодействии с образцами плазмы крови липосомы связывают белки и формируют на поверхности так называемую «корону». Матрица сенсоров распознает белки короны, адсорбированной на липосомах. Сенсорные матрицы могут идентифицировать широкий спектр взаимодействующих химических и биологических соединений одновременно, а не по отдельности.

Исследователи настроили платформу на пациентах с пятью различными типами рака — раком легких, глиобластомой, менингиомой, миеломой и раком поджелудочной железы — и сравнили с результатами контрольной группы здоровых доноров. Точность классификации составила 99,4%. Хотя ни у одного заболевания не было выявлено специфичных биомаркеров, каждая болезнь формировала уникальный белковый «отпечаток» на липосомах-датчиках. Чтобы протестировать возможности разработки, исследователи проанализировали образцы плазмы 15 пациентов, у каждого из которых через несколько лет был диагностирован рак легких, головного мозга или поджелудочной железы. Результаты показали, что платформа позволяет выявлять «отпечаток» еще на ранних стадиях заболевания.

Подход предстоит протестировать на большей выборке пациентов, чтобы убедиться в достоверности диагностики. К тому же ученые планируют разработать похожие платформы для диагностики и других заболеваний.