Aktualności

Rak wykrywany przez czujnik chemiczny? Polscy naukowcy już nad nim pracują.

Data publikacji: 13.07.2016 godz.10:35
Autor: Michalina Bura
computer_1149148_640_84a02.jpg (rozmiar: 63.31 kB)

Czujniki chemiczne, nad którymi prace prowadzą badacze z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie, pomogą będą miały za zadanie wykrywać już pierwsze objawy nowotworów. Oczekuje się, że będzie to rewolucyjne odkrycie, które pomoże uratować życie wielu ludzi

W dzisiejszych czasach nowotwór nie wiąże się już z brakiem możliwości wyleczenia. Jednak największe szanse na skuteczne leczenie jest wówczas, gdy zostanie on odkryty już we wczesnym stadium. Problemem jest jednak fakt, iż wiele nowotworów przez długi czas rozwija się bez objaw. Dlatego pomocne byłyby testy diagnostyczne, które każdy mógłby przeprowadzać sam. Prekursorami, którzy podjęli kroki ku spersonalizowaniu diagnostyki medycznej i profilaktyce nowotworów jest grupa naukowców pod przewodnictwem prof. Włodzimierza Kutnera z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie we współpracy z zespołem prof. Francisa D’Souzy z University of North Texas w Denton (USA).

 "Mamy w swoim organizmie bardzo wiele takich znaczników, które sygnalizują, że coś złego może się w naszym organizmie wydarzyć. Grupą takich wskaźników, biomarkerów są związki chemiczne, najczęściej małe, o niewielkich cząsteczkach, których anomalny poziom stężeń w płynach ustrojowych wskazuje, że za chwilę coś niedobrego się z organizmem będzie działo" – przedstawił prof. Kutner.

Profesor Kutner stwierdził, że do tej pory na masową skal e w celu wykrywania nowotworów stosowane jest obrazowanie. "Tyle tylko, że obrazowanie jest w stanie wykryć guz kiedy jest on już wielkości kilku milimetrów, w niektórych przypadkach jest to o wiele za późno na skuteczne wyleczenie. Tymczasem o wiele wcześniej, kiedy te komórki nowotworowe jeszcze się nie namnożyły, stężenie biomarkerów już jest inne, najczęściej o wiele wyższe niż w przypadku zdrowego człowieka" - zaznaczył naukowiec.

Najistotniejszym elementem czujnika zbudowanego w IChF PAN jest cienka warstwa polimeru, która rozpoznaje cząsteczki neopteryny. Neopteryna jest związkiem aromatycznym, który występuje w płynach ustrojowych człowieka. Wytwarzana przez układ immunologiczny, w diagnostyce medycznej jest traktowana jako uniwersalny wskaźnik. Stężenie tego biomarkera rośnie znacznie zwłaszcza w przypadku niektórych chorób nowotworowych, jednak podwyższony poziom neopteryny występuje także w zakażeniach wirusowych i bakteryjnych a także w chorobach pasożytniczych. Z kolei u pacjentów po transplantacji zwiększony poziom neopteryny to sygnał o prawdopodobnym odrzucaniu przeszczepu.

"Przygotowujemy tak zwane czujniki chemiczne, stosunkowo proste urządzenia, które są zbudowane z dwóch części: jedna z nich rozpoznaje i to selektywnie daną cząsteczkę, w tym przypadku biomarker; druga część takiego czujnika to przetwornik, który sygnał rozpoznawania chemicznego tłumaczy na język elektryczny, na język sygnałów elektrycznych, które można mierzyć" - wyjaśnił prof. Kutner.

"Naszym zadaniem, jako chemików, jest zbudowanie takich polimerów, które rozpoznają skutecznie, jednoznacznie dane wskaźniki, nam udało się to zrobić, zbudowaliśmy takie polimery za pomocą wdrukowania molekularnego, oczekujemy, że nasze opracowanie przyczyni się do uratowania wielu istnień ludzkich" - podkreślił naukowiec.

Bardzo skomplikowanym zadaniem jest wydrukowanie molekularne - należy wybrać odpowiednie związki chemiczne, dobrać proporcje i warunki reakcji. W IChF PAN polimerową warstwę rozpoznającą z lukami molekularnymi po neopterynie wytworzono na powierzchni elektrody. Zanurzając sztuczną surowicę krwi z bardzo małą domieszką neopteryny, warstwa znajdująca się na elektrodzie wyłapywała jej cząsteczki, co skutkowało obniżeniem potencjału elektrycznego w podłączonym układzie pomiarowym.

Testy jednoznacznie wskazują, że luki molekularne były wypełnione prawie wyłącznie cząsteczkami neopteryny, nawet, gdy w badanym roztworze znajdowały się cząsteczki o zbliżonej budowie oraz właściwościach. Oznacza to, że małe jest prawdopodobieństwo wykrycia obecności neopteryny w płynie ustrojowym jej niezawierającym. Tworzony czujnik chemiczny reaguje

Z testów wynika, że luki molekularne były niemal wyłącznie wypełniane cząsteczkami neopteryny. Nawet wówczas, kiedy w badanym roztworze znajdowały się cząsteczki o podobnej budowie i właściwościach. Wynik ten oznacza, że prawdopodobieństwo wykrycia obecności neopteryny w płynie ustrojowym jej niezawierającym jest pomijalnie małe. Nowy czujnik chemiczny reaguje więc zasadniczo na to, na co powinien – i na nic innego.

„Nasz chemosensor to na razie urządzenie laboratoryjne. Jednak wytwarzanie jego kluczowego elementu, czyli polimerowej warstwy detekcyjnej, nie stwarza większych problemów, a elektronikę odpowiedzialną za pomiary elektryczne łatwo zminiaturyzować. Nic nie stoi na przeszkodzie, by na podstawie naszego opracowania już za kilka lat budować proste i niezawodne urządzenia diagnostyczne, których cena leżałaby w zasięgu możliwości finansowych nie tylko instytucji medycznych czy gabinetów lekarskich, ale i masowego odbiorcy” - mówi prof. Włodzimierz Kutner.


Aktualność została opublikowane przez "PT".
Zobacz pozostałe aktualności organizacji lub przejdź do profilu organizacji.