طور باحثون في الولايات المتحدة حساس إجهاد يمكن ارتداؤه يمكنه قياس التغيرات الطفيفة في حجم الأورام لدى الفئران. يقول الفريق إن الجهاز يمكن أن يسرع بشكل كبير من التحقق من صحة أدوية السرطان المحتملة. في التجارب ، كان قادرًا على اكتشاف التغيرات في حجم الورم بحوالي 10 ميكرومتر في غضون ساعات قليلة من بدء العلاج بأدوية السرطان.
تُستخدم الفئران المصابة بأورام تحت الجلد بشكل منتظم لاختبار عقاقير السرطان المحتملة ، حيث ثبت أنها تقدم نتائج قريبة من النتائج السريرية. يتم تحديد فعالية العلاج المرتقب بشكل عام من خلال ملاحظة كيفية تغير هذه الأورام تحت الجلد من حيث الحجم والحجم ، مقارنةً بالضوابط غير المعالجة. لكن تقنية قياس انحدار هذه الأورام ليست متقدمة بشكل خاص. عادة ما يتم قياسها يدويًا باستخدام المسماك. بالإضافة إلى خلق مشكلات تتعلق بالدقة ، فإن هذا أيضًا يجعل العملية تستغرق وقتًا طويلاً وتحتاج إلى عمالة مكثفة ، مما يقلل من حجم الأدوية التي يمكن اختبارها وحجم التجارب.
الآن اليكس ابرامسون، وهو مهندس كيميائي كان مقره في جامعة ستانفورد عندما أجرى هذا البحث ولكنه انتقل منذ ذلك الحين إلى معهد جورجيا للتكنولوجيا ، وطور زملاؤه مستشعر إجهاد إلكتروني مرن يمكن أن يحسن سرعة وحجم اختبار الدواء من خلال توفير قياسات مستمرة لحجم الورم. وأشاروا إلى أن مراقبة الورم في الوقت الحقيقي والمستقلة والدقيقة التي يوفرها أجهزتهم يمكن أن تفتح مسارات جديدة في فحص الأدوية عالي الإنتاجية وأبحاث السرطان الأساسية.
يتكون المستشعر - المسمى FAST (أجهزة الاستشعار المرنة المستقلة التي تقيس الأورام) - من طبقة 50 نانومتر من الذهب فوق مطاط ستايرين - إيثيلين - بيوتيلين - ستايرين. عندما يتم الضغط على المستشعر ، تظهر شقوق صغيرة في طبقة الذهب ، مما يزيد من المقاومة الكهربائية. تزداد المقاومة في المستشعر أضعافًا مضاعفة مع الإجهاد ، ويقول الباحثون أنه عند تمديد المستشعر ، كانوا قادرين على اكتشاف التغييرات التي تبلغ 10 ميكرومتر فقط.
استخدم الباحثون نموذجين للسرطان لاختبار أجهزة الاستشعار: خلايا سرطان الرئة البشرية ذات الإضاءة الحيوية وخط خلية سرطان الغدد الليمفاوية A20 B. بعد زرع الخلايا السرطانية تحت جلد الفئران ، قاموا بقياس كيفية نمو الأورام ثم تقييم استجابة الورم للعوامل العلاجية المعروفة. تم وضع مستشعر الإجهاد ، وهو لوحة دوائر مطبوعة ترسل البيانات إلى تطبيق هاتف ذكي وحزمة بطارية في حقيبة ظهر مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، مثبتة بالفئران باستخدام ضمادة فيلم وغراء مناديل. تم شد المستشعرات مسبقًا إلى إجهاد بنسبة 3 ٪ ، لتمكين قياس كل من النمو والانحدار.
عند مراقبة نمو الورم لمدة أسبوع ، وجد الفريق أن القياسات من مستشعرات الإجهاد كانت قابلة للمقارنة مع تلك المأخوذة من المسماك ونظام التصوير اللامع.
في غضون 5 ساعات من بدء العلاج ، كان مستشعر الإجهاد قادرًا على اكتشاف التغيرات في حجم الورم مقارنة بالفئران غير المعالجة. لم يتم التقاط انحدار الورم هذا عن طريق التصوير بالتلألؤ البيولوجي أو قياسات المسماك - باستخدام هذه الأدوات ، لم يكن هناك فرق إحصائي بين المجموعات المعالجة وغير المعالجة في قياسات الورم في نقطة زمنية 5 ساعات. على مدار فترات العلاج التي استمرت أسبوعًا ، كانت القياسات من المستشعر مماثلة لتلك المأخوذة من الفرجار والتصوير الحيوي.
قد تؤدي عملية "القلب على الرقاقة" إلى تسريع اختبار الأدوية
وفقًا للباحثين ، يقدم FAST ثلاث مزايا مقارنة بخيارات قياس الورم الشائعة الأخرى ، مثل الملاقط ، وأجهزة استشعار الضغط القابلة للزرع والتصوير: فهو يتيح المراقبة المستمرة للورم ؛ يمكنه قياس التغيرات في الحجم والشكل التي يصعب اكتشافها باستخدام تقنيات أخرى ؛ ولأنها مستقلة ، يجب أن تتيح اختبار الأدوية قبل السريرية بشكل أسرع وأرخص وأوسع نطاقًا.
يقول أبرامسون: "إنه تصميم بسيط مخادع ، لكن هذه المزايا المتأصلة يجب أن تكون مثيرة جدًا للاهتمام للمجتمعات الصيدلانية والأورام. يمكن لـ FAST تسريع وأتمتة وخفض تكلفة عملية فحص علاجات السرطان بشكل كبير ".
أبلغ الباحثون عن نتائجهم في علم السلف.
