Японские учёные разработали систему экспресс-диагностики злокачественных опухолей

Японские исследователи разработали систему ранней экспресс-диагностики злокачественных опухолей в тканях нервной системы, позволяющую выявлять присутствие раковых клеток в организме пациента по нескольким каплям крови и других биологических жидкостей. Работа опубликована в журнале ACS Nano. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба университета Нагойи.

«Созданный нами тест на базе нанопроводов способен очень быстро и эффективно выделять из биожидкостей внеклеточные везикулы с биомаркерами рака. В перспективе нашу систему можно адаптировать и для обнаружения других форм опухолей, для чего нужно просто изменить набор молекул белков и микро-РНК, которые вылавливают наши нанопровода», — заявил доцент университета Нагойи (Япония) Такао Ясуи, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Внеклеточные везикулы — наноконтейнеры, которые вырабатывают клетки человека и других живых существ. Они служат своеобразной «почтой» для обмена информацией и важными веществами между клетками. Такие структуры можно использовать для диагностики рака и других заболеваний, которые приводят к сбоям в работе межклеточной «почты».

Такао Ясуи и его коллеги разработали систему быстрой и точной диагностики глиомы, глиобластомы и других форм рака мозга, которая опирается в своей работе на внеклеточные везикулы. Ключевая часть этого диагностического подхода — нанопровода из оксида цинка, которые способны вылавливать определенные типы наноконтейнеров из биожидкостей и манипулировать их содержимым.

Нанодиагностика рака мозга

Их создание стало возможным после того, как ученые обратили внимание, что внешние оболочки многих типов внеклеточных везикул обладают электрическим зарядом. Это позволяет манипулировать их движением и извлекать их из сложных биожидкостей при помощи предметов, обладающих противоположным по знаку зарядом.

Руководствуясь этой идеей, ученые вырастили несколько вариаций нанопроводов из оксида цинка внутри микроемкостей, покрытых несколькими слоями из оксидов алюминия, кремния и титана. Комбинация этих веществ меняет электрические свойства нанопроводов, что сказывается на том, как активно они взаимодействуют с различными типами везикул.

Опыты с трехмерными культурами раковых клеток мозга помогли Ясуи и его коллегам подобрать такое покрытие для нанопроводов, которое заставляло их избирательно взаимодействовать с наноконтейнерами, выделяемыми опухолевыми клетками нервной системы. Оказалось, что эти везикулы содержат в себе много молекул мембранных белков CD31 и CD63, чем можно пользоваться для выявления рака мозга при помощи светящихся антител, соединяющихся с этими пептидами.

Эффективность подхода ученые проверили на образцах крови и других биожидкостей, полученных от нескольких людей с глиобластомой. Анализ показал, что биожидкости больных содержали в несколько раз больше наноконтейнеров с белками CD31 и CD63, чем схожие пробы от здоровых добровольцев, что позволяет использовать нанопровода и антитела для быстрой и точной диагностики рака мозга.