Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat kehittäneet puettavan venytysanturin, joka voi mitata pieniä muutoksia kasvainten koossa hiirillä. Tiimi sanoo, että laite voisi nopeuttaa merkittävästi mahdollisten syöpälääkkeiden validointia. Kokeissa se pystyi havaitsemaan muutoksia kasvaimen koossa noin 10 µm muutaman tunnin sisällä syöpälääkkeiden hoidon aloittamisesta.
Hiiriä, joilla on ihon alapuolella kasvaimia, käytetään säännöllisesti mahdollisten syöpälääkkeiden testaamiseen, koska niiden on osoitettu tuottavan tuloksia, jotka ovat lähellä kliinisiä tuloksia. Tulevan hoidon tehokkuus määritetään yleensä tarkkailemalla, kuinka näiden ihonalaisten kasvainten koko ja tilavuus muuttuvat käsittelemättömiin kontrolleihin verrattuna. Mutta tekniikka näiden kasvainten regression mittaamiseksi ei ole erityisen edistynyt. Ne mitataan tavallisesti käsin jarrusatulalla. Sen lisäksi, että tämä aiheuttaa tarkkuuteen liittyviä ongelmia, se tekee prosessista myös aikaa vievän ja työvoimavaltaisen, mikä vähentää testattavien lääkkeiden määrää ja kokeiden määrää.
Nyt Alex Abramson, kemian insinööri, jonka kotipaikka oli Stanfordin yliopisto kun hän suoritti tämän tutkimuksen, mutta on sittemmin siirtynyt Georgian teknologiainstituuttiin, ja hänen kollegansa ovat kehittäneet elastomeeri-elektronisen venytysanturin, joka voisi parantaa lääketestien nopeutta ja määrää tarjoamalla jatkuvia kasvaimen koon mittauksia. He huomauttavat, että heidän laitteensa tarjoama reaaliaikainen, autonominen ja tarkka kasvainseuranta voisi avata uusia polkuja tehokkaassa lääkeseulonnassa ja syövän perustutkimuksessa.
Anturi, jonka nimi on FAST (flexible autonomous sensors measing tumors) - koostuu 50 nm:n kultakerroksesta styreeni-eteeni-buteeni-styreenielastomeerin päällä. Kun anturia rasitetaan, kultakerrokseen ilmestyy mikrohalkeamia, jotka lisäävät sähköistä vastusta. Anturin vastus kasvaa eksponentiaalisesti jännityksen myötä, ja tutkijat kertovat, että anturia venytettäessä he pystyivät havaitsemaan vain 10 µm muutoksia.
Tutkijat käyttivät kahta syöpämallia antureiden testaamiseen: bioluminesoivia ihmisen keuhkosyöpäsoluja ja A20 B-solulymfoomasolulinjaa. Istutettuaan syöpäsoluja hiirten ihon alle he mittasivat, kuinka kasvaimet kasvoivat, ja arvioivat sitten kasvaimen vasteen tunnetuille terapeuttisille aineille. Venymäanturi, painettu piirilevy, joka lähettää dataa älypuhelinsovellukseen, ja akkupakkaus sijoitettiin 3D-tulostettuun reppuun, joka oli kiinnitetty hiiriin kalvosidoksella ja pehmopaperiliimalla. Anturit esivenytettiin 50 % jännitykseen, jotta sekä kasvu että regressio voidaan mitata.
Tarkkaillessaan kasvaimen kasvua viikon ajan, ryhmä havaitsi, että venymäantureiden mittaukset olivat verrattavissa mittasatulien ja luminesenssikuvausjärjestelmän mittauksiin.
Viiden tunnin sisällä hoidon aloittamisesta kantasensori pystyi havaitsemaan muutokset kasvaimen koossa verrattuna käsittelemättömiin hiiriin. Tätä kasvaimen regressiota ei havaittu bioluminesenssikuvauksella tai mittamittauksella – näillä työkaluilla ei ollut tilastollista eroa käsiteltyjen ja käsittelemättömien ryhmien välillä kasvainmittauksissa 5 tunnin ajankohdassa. Viikon pituisten hoitojaksojen aikana anturilla saadut mittaukset olivat samankaltaisia kuin mittasatulat ja bioluminesenssikuvaukset.
"Heart-on-a-chip" -prosessi voi nopeuttaa huumetestausta
Tutkijoiden mukaan FAST tarjoaa kolme etua muihin yleisiin kasvaimen mittausvaihtoehtoihin, kuten mittasatulat, implantoitavat paineanturit ja kuvantaminen verrattuna: se mahdollistaa jatkuvan kasvaimen seurannan; se voi mitata koon ja muodon muutoksia, joita on vaikea havaita muilla tekniikoilla; ja koska se on itsenäinen, sen pitäisi mahdollistaa nopeampi, halvempi ja laajempi prekliininen lääketestaus.
"Se on petollisen yksinkertainen suunnittelu", Abramson sanoo, "mutta näiden luontaisten etujen pitäisi olla erittäin mielenkiintoisia lääke- ja onkologisille yhteisöille. FAST voisi merkittävästi nopeuttaa, automatisoida ja alentaa syöpähoitojen seulontaprosessia."
Tutkijat raportoivat tuloksistaan Tiede ennakot.
