Наука и техника

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

Какие возможности открывает новая диагностическая технология

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

Российские ученые создали сенсор, который способен определять точные количественные характеристики того или иного компонента в крови и благодаря этому диагностировать онкологические или инфекционные заболевания на самых ранних стадиях. В ходе эксперимента специалистам удалось обнаружить маркеры рака яичников и молочной железы. В будущем сенсор может стать основой медицинского прибора для быстрой диагностики, полагают эксперты.

Посчитать пузырьки

Специалисты Университета МИСИС совместно с коллегами из Сколтеха и НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова создали прототип компактного сенсора размером с микрочип, который можно использовать для быстрого и простого анализа крови на маркеры различных заболеваний. Такие исследования принято называть жидкостной биопсией. Ученым впервые удалось создать устройство, с помощью которого они проанализировали содержание у пациента внеклеточных визикул — пузырьков, которые клетки организма выделяют в окружающие среду. Эти показатели можно использовать для ранней диагностики онкологических заболеваний.

— Благодаря высокой чувствительности, компактному исполнению и безопасности будущую нишу разработанного нами биосенсора мы видим в работе с малыми концентрациями внеклеточных везикул, когда у врачей нет четкого понимания целесообразности применения того или иного вида лечения, а окончательное решение со всеми рисками ложится на плечи пациента. Наш сенсор имеет потенциал стать новым инструментом для таких пограничных случаев, благодаря которому можно не только выявлять онкологию на ранних этапах, но и быстро корректировать выбранный путь лечения, если он оказывается неэффективным, например, при неправильно назначенной химиотерапии, — сказал руководитель лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Вадим Ковалюк.

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

Новый сенсор — это микросхема с чувствительным элементом, по волноводам которой двигаются не электроны, как в обычных компьютерах, а фотоны. За счет ближнего поля свет реагирует на всё окружение вокруг волновода. Поэтому при анализе такого сложного раствора, как кровь, он выдает некую среднюю величину — общий интегральный показатель преломления. Однако ученым удалось добиться, чтобы фотоны отражали только концентрацию специфичных везикул. Для этого на сенсор нанесли специальный слой с адресным белком — ДАРПином. Он выхватывает из раствора только интересующий ученых компонент. В данном случае — внеклеточные везикулы, содержащие выбранный мембранный белок (HER2), который и нужно измерить.

В зависимости от цели исследования ДАРПины можно менять. Например, использовать в этой роли антитела к какому-нибудь вирусу, тогда можно будет точно определить концентрацию именно этого патогена.

— Уникальность данной разработки — особая поверхность чипа, благодаря которой из сложного раствора захватываются только нужные вещества, а не измеряется средний показатель преломления. После измерения слои можно смыть и нанести новые. Важно, что разработанная платформа имеет модульный характер и за счет модификации поверхности, в принципе, в будущем может быть легко адаптирована под детектирование белковых соединений и вирусов, сказала инженер-исследователь лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Ирина Флоря.

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

Перспективная технология

Во время исследования ученым удалось выделить маркеры клеток рака яичников и молочной железы.

— Эксперименты проводились на внеклеточных везикулах, выделенных из культуральной среды клеток рака яичников, которые имеют высокую экспрессию HER2, и клеток рака молочной железы со значительно более низкой экспрессией этого белка. Результаты исследования показали, что этот биосенсор может быть использован для количественной оценки биологических маркеров, таких как внеклеточные везикулы, содержащие специфический мембранный белок, — подчеркнул лаборант-исследователь лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Алексей Кузин.

Исследования визикул начались сравнительно недавно, поэтому пока ученым ясны далеко не все взаимосвязи между их количественными характеристиками и болезнями. С развитием этого направления будут расширяться и возможности диагностики с помощью предложенного сенсора. По расчетам ученых, на разработку полноценного медицинского прибора на основе новой технологии уйдет несколько лет.

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

— В диагностике онкологических заболеваний жидкостная биопсия находит всё большее применение, но пока еще не вошла в круг диагностических методов первого выбора при наиболее распространенных типах опухолей. Развитие технологий в этой области и появление новых возможностей определения в крови, моче или спинномозговой жидкости маркеров опухолевого роста, безусловно, может улучшить возможности диагностики, — сказал заведующий кафедрой биохимии имени академика Т.Т. Березова РУДН Вадим Покровский.

Преимущества данной разработки — в миниатюрности фотонного чипа, в возможности оперировать чрезвычайно малыми объемами биологической жидкости и определять в них малые концентрации внеклеточных везикул, а также в мониторинге модификации чипа в режиме реального времени для быстрой и точной настройки параметров устройства, — считает доцент кафедры аналитической химии УрФУ Андрей Охохонин.

— Однако есть и ограничение, а именно — технологическая сложность изготовления чипа. В этом процессе используются электронно-лучевая литография, требующая дорогого оборудования, а также ДАРПины — селективно связывающиеся с мишенью протеины, генетически сконструированные аналоги антител, производство которых также сложно назвать дешевым. Но в любом случае работа вносит значимый вклад в развитие биосенсоров и обеспечивает основу для более продвинутых исследований, — сказал Андрей Охохонин.

По первой капле: в РФ создали сенсор для жидкостной биопсии

По словам заведующего лабораторией метагеномики человека НОПЦ генетических и лабораторных технологий СамГМУ Алексея Сустретова, предложенная технология позволяет оценивать константы и сродство связывания химических соединений друг с другом, их физические размеры, выполнять обнаружение и количественный анализ различных веществ в образце. Технология не требует больших ресурсов — расходной частью фактически являются только подложки с зондами — и может использоваться для ранней диагностики, подбора лекарственной терапии и оценки эффективности лечения при злокачественных заболеваниях.

Источник

Календарь

Февраль 2025
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
2425262728 

RSS Meks Blog

  • How Adding Slack Bot Boosted Our Culture of Appreciation 03.07.2024
    Sweet Kudos is a Slack bot that enhances employee recognition, rewards, and celebrations within your team. It empowers team members to express gratitude and appreciation effortlessly by giving virtual Kudos. The post How Adding Slack Bot Boosted Our Culture of Appreciation appeared first on Meks.
    Dusan Milovanovic
  • 10 Best Knowledge Base & Wiki WordPress Themes 2021 15.09.2021
    Running a successful online business requires an exceptional WordPress knowledge base theme that organizes documentation and helps customers. Customization options, intuitive navigation, unique layouts, and fast responsiveness are just some of the features you need. The following 10 WordPress wiki themes represent the best options for 2021 and beyond. Explore the full range to determine […]
    Dusan Milovanovic
  • How to increase WordPress Memory Limit (quick fixes) 16.06.2021
    Here is a post about how to increase the memory limit in WordPress. Allowed memory size exhausted error message showed up in your WordPress installation? No worries – this is one of the most common errors in WordPress. You can apply an easy fix by increasing the memory limit in your PHP. Table of Contents […]
    Dusan Milovanovic
  • How to use (and why) WordPress sitemap plugin 01.03.2021
    Did you know that by knowing how to use the WordPress sitemap plugin you can significantly improve your site’s visibility and traffic? Although it isn’t mandatory to have a sitemap on your site, having one significantly improves the site’s quality, crawlability and indexing. All this is important for better optimization, which is why we wanted […]
    Ivana Cirkovic
  • 22 free and premium podcast software for your show [2021 edition] 18.01.2021
    You’re determined to start or improve your podcast but don’t know which podcast software to use to really make it stand out? We’ve got you! #podcasting Top 22 free and premium podcast software for your show #WordPressTips #podcasting The post 22 free and premium podcast software for your show [2021 edition] appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic
  • Digital storytelling with WordPress – an all-in-one guide to make your web stories pop! 23.11.2020
    Wondering how to improve digital storytelling with WordPress and build more awareness and exposure of your business? Let our guide lead the way. The post Digital storytelling with WordPress – an all-in-one guide to make your web stories pop! appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic
  • How to use WordPress autoposting plugin to improve your visibility and SEO? 10.09.2020
    Did you know you can use the WordPress autoposting plugin for your content efforts and improve not only your time management but your business and visibility as well? The post How to use WordPress autoposting plugin to improve your visibility and SEO? appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic
  • How to create a personal branding site? Step-by-step DIY guide 15.08.2020
    Looking for ways and means to create a personal branding site? Well, look no further ’cause we’re giving away all the how-to’s to do it yourselves! The post How to create a personal branding site? Step-by-step DIY guide appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic
  • Top 15 WordPress content plugins and tools to improve your visibility and rankings 16.07.2020
    Let’s take a look at some of the must-have WordPress content plugins and tools to use to improve both your UX and rankings. The post Top 15 WordPress content plugins and tools to improve your visibility and rankings appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic
  • WCEU 2020 recap – key takeaways from the biggest online WordPress conference 09.06.2020
    Missed WCEU 2020 and all the exciting stuff from there? Here are all the key takeaways and main points to remember so, take notes! The post WCEU 2020 recap – key takeaways from the biggest online WordPress conference appeared first on Meks.
    Ivana Cirkovic

Text

Distinctively utilize long-term high-impact total linkage whereas high-payoff experiences. Appropriately communicate 24/365.