محققان آمریکایی و چینی با شناسایی علائم زیست مولکولی در اشک بیماران، تکنیک جدیدی را برای تشخیص سریع و دقیق بیماری‌های مرتبط با چشم توسعه داده‌اند. توسط تیمی به رهبری لوک لی در دانشکده پزشکی هاروارد و فی لیو در دانشگاه پزشکی Wenzhou، سیستم iTEARS از غشاهای نانومتخلخل نوسانی برای جداسازی مولکول‌های زیستی محصور شده از ناخالصی‌ها استفاده می‌کند و مطالعه و طبقه‌بندی آنها را بسیار آسان‌تر می‌کند.
چالش عمده ای که مطالعات بالینی کنونی با آن مواجه است، نیاز به تشخیص بیماری ها به روش های غیر تهاجمی است. اطلاعات ارزشمندی در مورد طیف وسیعی از فرآیندهای بیولوژیکی را می توان در اگزوزوم ها یافت: ساختارهایی که تقریباً از همه انواع سلول های زنده آزاد می شوند، که در آنها بیومولکول های پیچیده، از جمله پروتئین ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک، در یک پوسته غشای سلولی محصور شده اند. با مطالعه این اگزوزوم‌ها، پزشکان می‌توانند فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط با بیماری‌های خاص را بدون نیاز به روش‌های نفوذی بیشتر شناسایی کنند.
یکی از منابع مفید اگزوزوم‌ها، اشک‌های بیماران است - که اجزای بیومولکولی کلیدی را با خون آنها مشترک است و همچنین بسیار راحت‌تر از سایر مایعات در چشم در دسترس است. با این حال، تکنیک‌های موجود برای تشخیص بیماران از این طریق تاکنون به دلیل زمان‌های پردازش طولانی، حجم نمونه‌های کوچک و نرخ پایین بازیابی اگزوزوم محدود شده است.
در مطالعه خود، گزارش شده در ACS نانومحققان رویکرد جدیدی را برای تجزیه و تحلیل قطره اشک معرفی کردند که "تجزیه و تحلیل اگزوزوم های اشکی از طریق سیستم جداسازی سریع" (iTEARS) نام دارد. روش آنها ابتدا شامل جمع آوری اشک بر روی یک نوار تست غیر تهاجمی است که در محلول نمک غوطه ور می شود. سپس مایع بین یک جفت غشا نانومتخلخل با فاصله نزدیک که از اکسید آلومینیوم آندی ساخته شده است عبور می کند.
هر دو غشا به دلیل اختلاف فشار متغیر بین سیال درون آنها و فضای بیرون به نوسان هدایت می شوند. در طول این نوسانات، قطعات کوچک زیست مولکول می توانند از موانع عبور کنند، در حالی که اگزوزوم ها را در داخل به دام می اندازند. متعاقباً، این تیم می‌تواند محموله‌های اگزوزوم‌ها را از پوشش غشای سلولی آنها، آماده برای تجزیه و تحلیل، خارج کند.
محققان با استفاده از iTEARS، اشک‌های شرکت‌کنندگان انسانی را تجزیه و تحلیل کردند که برخی سالم و برخی از بیماری‌های مرتبط با چشم رنج می‌برند. برای هر بیمار، این روش به آنها اجازه می‌دهد تا بازده بالایی از اگزوزوم‌های خالص را از چند قطره اشک (تقریباً 10 میکرولیتر) تنها در عرض 5 دقیقه جدا کنند. در مجموع، آنها بیش از 900 نوع پروتئین را در نمونه ها شناسایی کردند.
لنزهای تماسی گلوکز را در اشک کنترل می کنند
از این میان، 426 مورد در اگزوزوم‌های مرتبط با بیماری خشکی چشم یافت شدند: یک وضعیت رایج که در آن اشک روان‌کاری ناکافی برای چشم می‌کند. با شناسایی سه پروتئین خاص در اشک بیماران، محققان همچنین می‌توانند بین دو نوع بیماری خشکی چشم تمایز قائل شوند که هر کدام به درمان‌های متفاوتی نیاز دارند.
علاوه بر این، محققان دریافتند که بیش از حد چهار نوع مولکول RNA نشان دهنده رتینوپاتی دیابتی است، یک عارضه دیابت که به شبکیه آسیب می رساند. بر اساس این موفقیت اولیه، آنها امیدوارند که iTEARS بتواند تشخیص سریع، دقیق و غیرتهاجمی را برای طیف گسترده ای از بیماری های مرتبط با چشم و سایر بیماری ها ارائه دهد.
