Mājas melanomas tests: mikroadatu plāksteris biopsijas aizstāšanai

Mičiganas Universitātes pētnieki norāda, ka melanomas testēšanu kādu dienu varētu veikt mājās, izmantojot ādas plāksteri un divu līniju testa strēmeli — līdzīgi kā mājas apstākļos veicamos COVID-19 testus.

Jauns silikona plāksteris ar mikroskopiskām zvaigžņveida adatām, ko sauc par ExoPatch, ir spējis atšķirt melanomu no veselīgas ādas pelēm.

Plāksteris un tests ir solis ceļā uz ātru melanomas testēšanu mājās, palīdzot pacientiem agrīnā stadijā atklāt agresīvāko ādas vēža formu — bez biopsijas vai asins analīzes.

"Zvaigžņveida adatas padara dūrienu vieglāku un mazāk sāpīgu, taču tās ir tik mazas, ka iekļūst tikai ādas virsējā slānī — epidermā — un nedur asinsvadus," sacīja Sunita Nagrata, Mičiganas Universitātes ķīmiskās inženierijas profesore un žurnālā "Biosensors and Bioelectronics"
publicētā pētījuma līdzautore.

ExoPatch mikroadatas, kuru garums ir tikai 0,6 mm un kuru uzgaļa platums ir mazāks par 100 nanometriem (0,0001 mm), ir pārklātas ar želeju, kas uztver eksosomas — sīkus burbuļus, ko izdala šūnas — no intersticiālā šķidruma, kas aizpilda atstarpes starp šūnām epidermā.

Iepriekš tika uzskatīts, ka eksosomas ir vienkārši "atkritumi", ko šūnas izmet utilizācijai. Patiesībā tās satur DNS un RNS fragmentus, ko šūnas izmanto signālu apmaiņai. Vēža šūnu eksosomas var palīdzēt audzējiem izplatīties, sagatavojot audus audzēja šūnu pieņemšanai pirms to ierašanās. Šo eksosomu atklāšana varētu ļaut atklāt vēzi agrāk nekā ar esošajām metodēm.

ExoPatch plāksteru pārklājošais gēls satur proteīnu, ko sauc par aneksīnu V, kas piesaista eksosomas un piestiprina tās mikroadatu virsmai. Pēc plākstera noņemšanas no ādas to ievieto skābē, kas izšķīdina gēlu un atbrīvo eksosomas šķīdumā. Pēc tam šķīdumā iemērc testa strēmeli:

• Ja paraugs satur melanomas eksosomas, parādīsies divas joslas,

• Ja nē, ir viena strēmele,
  tāpat kā tas notiek ar COVID-19 testiem.

"Personai ar gaišu ādu un dzimumzīmēm ik pēc sešiem mēnešiem jāapmeklē ārsts, lai veiktu biopsiju un noskaidrotu, vai tā ir vēža slimība vai nē.
Ar šo testu to var veikt mājās, uzreiz iegūt rezultātus, un, ja tie ir pozitīvi, var apmeklēt dermatologu,"
saka Nagrata.

Kā pirmo soli koncepcijas pierādīšanā pētnieki testēja ExoPatch uz cūkas audu parauga, kas pēc biezuma un sastāva ir līdzīgs cilvēka ādai. Izmantojot mikroskopu, viņi atklāja, ka mikroadatas iekļuva ādā aptuveni 350 līdz 600 nanometru dziļumā. Salīdzinājumam, cilvēka apakšdelma epiderma ir aptuveni 18 300 nanometru bieza.

Lai pārbaudītu, vai ExoPatch spēj uztvert melanomas eksosomas no ādas, komanda testēja peļu ādas paraugus: pusi no veseliem dzīvniekiem, pusi no pelēm, kurām injicēja cilvēka melanomas audzēja daļu. Pēc 15 minūšu ilgas uzklāšanas ExoPatch tika novietots zem jaudīgas mikroskopa.

"Kad es redzēju mikroskopiskos attēlus, es ar prieku redzēju, cik labi eksosomas pielipa pie mikroadatām un bija 30-150 nanometru izmēra diapazonā, kā mēs gaidījām,"
sacīja Skots Smits, ķīmijas inženierzinātņu maģistrants Mičiganas Universitātē un pētījuma līdzautors.

Pēc tam, kad pētnieki bija apstiprinājuši, ka eksosomas pielīp pie ExoPatch, viņi izšķīdināja želeju un izlaida paraugus caur testa strēmelēm. Tests veiksmīgi atšķīra melanomas paraugus no veseliem audiem — otrās strēmeles intensitāte melanomas paraugos bija 3,5 reizes lielāka.

ExoPatch no melanomas paraugiem atguva 11,5 reizes vairāk eksosomu olbaltumvielu salīdzinājumā ar veseliem audiem, demonstrējot spēju selektīvi uztvert vēža eksosomas.

Nākamais solis būs pilotpētījums ar cilvēkiem, kam sekos klīniskie pētījumi, lai ieviestu tehnoloģiju praksē. Papildus melanomas ārstēšanai ExoPatch gēla pārklājumu var modificēt, lai atklātu eksosomas, ko izdala citi ar cietajiem audzējiem saistīti vēža veidi, piemēram, plaušu, krūts, resnās zarnas, prostatas un smadzeņu vēzis.

"Šis ir pirmais plāksteris, kas paredzēts, lai uztvertu slimībai specifiskas eksosomas no šķidruma zem ādas.
Šīs pieejas potenciāls ir milzīgs,"
sacīja Nagrats.