USA ja Hiina teadlased on välja töötanud uue tehnika silmadega seotud haiguste kiireks ja täpseks diagnoosimiseks, tuvastades patsientide pisarates biomolekulaarsed signatuurid. Töötanud meeskond eesotsas Luke Lee Harvardi meditsiinikoolis ja Fei Liu Wenzhou Meditsiiniülikoolis kasutab iTEARS-süsteem võnkuvaid nanopoorseid membraane, et isoleerida ümbritsetud biomolekulid lisanditest, muutes nende uurimise ja klassifitseerimise palju lihtsamaks.
Praeguste kliiniliste uuringute peamine väljakutse on vajadus diagnoosida haigusi mitteinvasiivsetel viisidel. Väärtuslikku teavet paljude bioloogiliste protsesside kohta võib leida eksosoomidest: peaaegu igat tüüpi elusrakkudest vabanevad struktuurid, milles keerulised biomolekulid, sealhulgas valgud, lipiidid ja nukleiinhapped, on ümbritsetud rakumembraani kestaga. Neid eksosoome uurides saavad arstid tuvastada konkreetsete haigustega seotud bioloogilisi protsesse, ilma et oleks vaja pealetükkivamaid meetodeid.
Eriti kasulik eksosoomide allikas on patsientide pisarad, mis jagavad verega olulisi biomolekulaarseid komponente ja on ka palju kergemini ligipääsetavad kui muud silma vedelikud. Olemasolevaid patsientide sellisel viisil diagnoosimise meetodeid on aga seni piiranud pikad töötlemisajad, väikesed proovimahud ja eksosoomide taastumise madal määr.
Oma uuringus teatasid aastal ACS Nano, tutvustavad teadlased uut lähenemist pisarate analüüsile, mida nimetatakse "inkorporeeritud pisaraeksosoomide analüüsiks kiire isolatsioonisüsteemi kaudu" (iTEARS). Nende meetod hõlmab esmalt pisarate kogumist mitteinvasiivsele testribale, mis on kastetud soolalahusesse. Seejärel liigub vedelik paari tihedalt asetsevate nanopoorsete membraanide vahel, mis on valmistatud anoodilisest alumiiniumoksiidist.
Mõlemat membraani sunnib võnkuma nende sees oleva vedeliku ja väljaspool oleva ruumi vaheline rõhuerinevus. Nende võnkumiste ajal võivad väikesed biomolekuli fragmendid läbida barjääre, jättes samal ajal eksosoomid sisse. Seejärel võis meeskond eemaldada eksosoomide lasti oma rakumembraani kestadest, olles valmis analüüsiks.
iTEARSi abil analüüsisid teadlased inimeste pisaraid – mõned neist olid terved ja mõned kannatasid mõne silmahaiguse all. Iga patsiendi puhul võimaldas see meetod eraldada vaid 10 minuti jooksul vaid mõnest pisarast (ligikaudu 5 µl) puhtaid eksosoome. Kokku tuvastasid nad proovides üle 900 valgutüübi.
Kontaktläätsed jälgivad glükoosi pisarates
Neist 426 leiti kuiva silmahaigusega seotud eksosoomidest: see on tavaline seisund, mille puhul pisarad ei anna silmale piisavat määrimist. Tuvastades patsiendi pisarates kolm spetsiifilist valku, võisid teadlased eristada ka kahte kuiva silmahaiguse alatüüpi, millest igaüks vajab erinevat ravi.
Lisaks leidsid teadlased, et nelja tüüpi RNA molekulide liig viitab diabeetilisele retinopaatiale, mis on võrkkesta kahjustav diabeedi tüsistus. Selle varajase edu põhjal loodavad nad, et iTEARS võib pakkuda kiiret, täpset ja mitteinvasiivset diagnoosi paljude silmaga seotud seisundite ja muude haiguste jaoks.
