Nākamās paaudzes diagnostika

Viens no cēlākajiem personalizētās medicīnas sapņiem ir atklāt un likvidēt audzējus, pirms tie kļūst bīstami dzīvībai — vēl pirms tie ir redzami medicīniskajos attēlos. Tagad Cambridge, MA, starta uzņēmums sauc Quanterix izstrādā ārkārtīgi jutīgu proteīnu noteikšanas tehnoloģiju, kas var saskaitīt atsevišķas molekulas un potenciāli noteikt raksturīgo proteīnu pēdas, ko sīki audzēji izdala asinīs.

Laboratorijas ar padomu: Optiskās šķiedras galā izgrieztas akas ļauj pētniekiem noteikt atsevišķus proteīnus asins paraugos. Katra iedobe šajā attēlā ir aptuveni 2,5 mikrometru diametrā un atrodas atsevišķa optiskās šķiedras pavediena galā.

Priekšnoteikums ir panākt, lai diagnostika būtu pēc iespējas jutīgākā līmenī, saka Deivids Volts ķīmiķis un Hovarda Hjūza Medicīnas institūta profesors Tufts Universitātē, kurš izstrādāja Quanterix tehnoloģiju. Proteīnu pēdas asinīs var arī atklāt agrīnas sirds slimību, Alcheimera slimības un citu slimību pazīmes un nodrošināt neinvazīvu augļa diagnostiku.

Ja mēs varētu saprast olbaltumvielu sākotnējo līmeni serumā, to varētu izmantot, lai izsekotu cilvēka integrētajai veselībai dzīves laikā, saka. Kristofers Mīls , MIT ķīmijas inženierijas profesors, kurš nav saistīts ar Quanterix.

Izmantojot pašreizējās klīniskās tehnoloģijas, slimnīcu laboratorijas var noteikt tikai visbagātīgākos proteīnus — tikai ceturto daļu no visiem zināmajiem asinīs esošajiem proteīniem. Tā kā olbaltumvielas asinīs atrodas dažādās koncentrācijās, kas aptver aptuveni 16 lieluma kārtas, bagātīgas olbaltumvielas maskē retās. Tas ir tāpat kā mēģināt siena kaudzē meklēt nedaudz atšķirīgu siena gabalu, saka Mežs Balts , MIT bioloģijas inženieris.

Multivide

• Skatīties, kā olbaltumvielas iedegas optiskās šķiedras iekšpusē.

Pašreizējā noteikšanas robeža ir 10 pikogrami proteīna uz mililitru asiņu. Taču Volts ir izstrādājis noteikšanas paņēmienu, kas ļauj viņam saskaitīt atsevišķas proteīna molekulas, kas atrodas asinīs, izmantojot īpaši apstrādātas optiskās šķiedras. Viena optiskā šķiedra ir saišķis, kas sastāv no tūkstošiem atsevišķu stikla pavedienu, no kuriem katrs nes atsevišķu gaismas plūsmu. Iemērcot optiskās šķiedras skābē, Volts iegravē tās ar desmitiem tūkstošu mikrodobumu, pa vienam katra pavediena galā. Tas efektīvi padara katru šķiedru par lielu nanomēroga mēģeņu masīvu, no kurām katra pēc tam tiek pārklāta ar tūkstošiem proteīnu uztveršanas antivielu.

Šķiedras galu iemērc pilieniņā, kurā ir asins paraugs un proteīnu mērķa ferments. Ja olbaltumviela atrodas asinīs, kas ir iesprostota indivīda iedobē, tā tiks uztverta starp antivielu un fermentu, piemēram, gaļa sviestmaizes iekšpusē. Kad Volts sūta gaismu pa optisko šķiedru, iestiprinātā antiviela un ferments tiek pakļauts reakcijai, kas rada sarkanu vai dzeltenu dienasgaismas gaismu. Gaisma virzās atpakaļ pa optisko šķiedru.

Saskaitot, cik mikrodobumu iedegas, Volts var noteikt proteīna koncentrāciju asins paraugā. Nepublicētā principu pierādījuma eksperimentā Volts saka, ka viņa optiskās šķiedras metode govs asinīs varēja noteikt cilvēka vēža biomarķieri koncentrācijās, kas ir 250 reizes zemākas nekā iespējams, izmantojot klīniskās metodes.

Tik maz ir zināms par 800 vai vairāk atlikušajiem asins proteīniem, uz kuriem attiecas pašreizējās noteikšanas robežas, ka zinātnieki var tikai spekulēt par to klīnisko nozīmi. Mēs runājam ar klīnicistiem, lai noskaidrotu, kas ir jēga pārbaudīt, saka Volts. Kad uzņēmums atlasīs mērķa proteīnus, viņi ņems asins paraugus, kas arhivēti slimnīcās, un mēģinās saistīt olbaltumvielu līmeni ar klīniskajiem rezultātiem. Katru reizi, kad ir kļuvusi pieejama jutīgāka tehnoloģija, tā ir pavērusi jaunu diagnostiku un novedusi pie ārstēšanas progresa, saka Volts.

Agrīnai atklāšanai var būt negatīva puse. Mēs nevēlamies biedēt cilvēkus, sakot viņiem: 'Jums ir agrīns audzējs,' saka Volts. Var gadīties, ka imūnsistēma rūpējas par maziem audzējiem. Tāpēc visi potenciālie biomarķieri būs rūpīgi jāapstiprina. Bet pat tad, ja jaunā metode noved pie tikai viena vēža biomarķiera pārbaudes, Volts cer, ka tā uzlabos izdzīvošanas rādītājus lielam skaitam cilvēku.

Mēs uzskatām, ka tas var pārveidot diagnostiku, saka Volts.

paslēpties