Рак легкого на 1 стадии: новые критерии ранней диагностики
Рак легких является самым смертоносным раком в мире, во многом потому, что у многих пациентов диагностируется на поздней стадии.
Скрининг большего количества пациентов мог бы помочь, однако его уровень остается критически низким. По данным Американской ассоциации легких в США только около 6% людей проходят скрининг.
Согласно исследованию, опубликованному в этом месяце в журнале Science Advances, исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже, штат Массачусетс, разработали наносенсоры, которые нацелены на белки рака легких и могут доставляться через ингалятор или небулайзер. Если датчики обнаруживают специфические белки, то поступают в мочу, где могут быть определены с помощью бумажной тест-полоски.
В настоящее время единственным рекомендуемым скрининговым тестом на рак легких является низкодозная КТ. Но не у всех есть легкий доступ к этому инструменту скрининга.
Как это работает система по ранней диагностике рака легкого?
Датчики представляют собой полимерные наночастицы, покрытые штрих-кодами ДНК — короткими последовательностями ДНК, которые уникальны и легко идентифицируются. Исследователи разработали частицы, на которые воздействуют ферменты протеазы, связанные с аденокарциномой легких I стадии. При контакте протеазы отщепляют штрих-коды, которые попадают в кровоток и выводятся с мочой. Тест-полоска может обнаружить их, показывая результаты примерно через 20 минут с момента погружения. Наносенсоры, нацеленные на белки рака легких, можно распылять и доставлять с помощью ингалятора или небулайзера.
Исследователи протестировали эту систему на мышах, генетически модифицированных для развития опухолей легких, подобных человеческим. Используя аэрозольные небулайзер, они доставили 20 датчиков мышам с раком, эквивалентным стадии I или II. Используя алгоритм машинного обучения, они определили четыре наиболее точных датчика. При 100% специфичности эти четыре датчика показали чувствительность 84,6%.
Инъекционная версия этой технологии, также разработанная в Массачусетском технологическом институте, уже прошла клинические испытания фазы 1 для диагностики рака печени и неалкогольного стеатогепатита. Инъекция также работает в тандеме с анализом мочи, как показали исследователи в 2021 году.
Лаборатория также работает над использованием вдыхаемых датчиков для различения вирусной, бактериальной и грибковой пневмонии. Эту технологию также можно использовать для диагностики других заболеваний легких, таких как бронхиальная астма и хроническая обструктивная болезнь легких.
Тем не менее, при использовании этого метода у людей могут возникнуть проблемы. По словам ученого, в регулировании объема жидкости участвуют многие факторы, потенциально мешающие обнаруживать соединения в моче. Диета, употребление жидкости, медикаментозное вмешательство, функция почек и некоторые хронические заболевания могут ограничивать эффективность.
Еще одна проблема: рак человека может быть более гетерогенным (содержать разные виды раковых клеток), поэтому четырех датчиков может быть недостаточно. Исследователи начинают анализировать образцы биопсии человека, чтобы увидеть, будут ли те же датчики, которые работали на мышах, работать и на людях. Если все пойдет хорошо, они надеются провести исследования на людях или приматах.
Статья переведена и адаптирована Красняк И.В. (команда Доквей).