Amerikai kutatók fejlesztettek ki egy hordható feszültségérzékelőt, amely képes mérni az egerekben előforduló daganatok méretének elenyésző változásait. A csapat szerint az eszköz drasztikusan felgyorsíthatja a potenciális rákgyógyszerek validálását. Kísérletekben körülbelül 10 µm-es változást tudott kimutatni a daganat méretében a rákgyógyszeres kezelés megkezdése után néhány órán belül.
A bőr alatti daganatos egereket rendszeresen használják potenciális rákgyógyszerek tesztelésére, mivel kimutatták, hogy a klinikai eredményekhez közeli eredményeket adnak. A leendő kezelés hatékonyságát általában úgy határozzák meg, hogy megfigyeljük, hogyan változik ezeknek a bőr alatti daganatoknak a mérete és térfogata a kezeletlen kontrollokhoz képest. De az ilyen daganatok regressziójának mérésére szolgáló technológia nem különösebben fejlett. Ezeket általában kézzel mérik, tolómérővel. Ez amellett, hogy problémákat okoz a pontossággal, idő- és munkaigényessé teszi a folyamatot, csökkentve a tesztelhető gyógyszerek mennyiségét és a kísérletek méretét.
Most Alex Abramson, vegyészmérnök, aki székhelye volt Stanford Egyetem amikor ezt a kutatást végezte, de azóta a Georgia Institute of Technology-hoz költözött, és kollégái kifejlesztettek egy elasztomer-elektronikus nyúlásérzékelőt, amely a daganat méretének folyamatos mérésével javíthatja a gyógyszertesztek sebességét és mennyiségét. Megjegyzik, hogy az eszközük által kínált valós idejű, autonóm és pontos tumormonitoring új utakat nyithat meg a nagy áteresztőképességű gyógyszerszűrésben és az alapvető rákkutatásban.
A FAST (flexible autonomous sensors measing tumors) szenzor egy sztirol-etilén-butilén-sztirol elasztomer tetején lévő 50 nm-es aranyrétegből áll. Amikor az érzékelőt megfeszítik, az aranyrétegben mikrorepedések jelennek meg, ami növeli az elektromos ellenállást. Az érzékelő ellenállása exponenciálisan növekszik a terhelés hatására, és a kutatók azt mondják, hogy az érzékelő nyújtásakor mindössze 10 µm-es változásokat tudtak észlelni.
A kutatók két rákmodellt használtak az érzékelők tesztelésére: biolumineszcens emberi tüdőráksejteket és egy A20 B-sejtes limfóma sejtvonalat. Miután rákos sejteket ültettek be az egerek bőre alá, megmérték a daganatok növekedését, majd értékelték a tumor válaszát az ismert terápiás szerekre. A feszültségérzékelőt, egy nyomtatott áramköri kártyát, amely adatokat küld egy okostelefon-alkalmazásnak, és egy akkumulátorcsomagot, egy 3D-nyomtatott hátizsákban helyezték el, amelyet fóliakötszer és szövetragasztó segítségével erősítettek az egerekhez. Az érzékelőket előre megfeszítették 50%-os feszültségre, hogy a növekedés és a regresszió is mérhető legyen.
Amikor egy hétig megfigyelték a daganat növekedését, a csapat azt találta, hogy a nyúlásérzékelők mérései hasonlóak a tolómérők és a lumineszcencia képalkotó rendszer méréseihez.
A kezelés megkezdése után 5 órán belül a törzs-érzékelő képes volt kimutatni a tumor méretének változásait a kezeletlen egerekhez képest. Ezt a tumorregressziót a biolumineszcencia képalkotás vagy a tolómérő mérések nem vették fel – ezekkel az eszközökkel nem volt statisztikai különbség a kezelt és a kezeletlen csoportok között a tumormérésekben az 5 órás időpontban. Az egyhetes kezelési periódusok során az érzékelő mérései hasonlóak voltak a tolómérők és a biolumineszcens képalkotás méréseihez.
A „szív a chipen” folyamat felgyorsíthatja a drogtesztet
A kutatók szerint a FAST három előnnyel rendelkezik a többi gyakori daganatmérési lehetőséggel, például tolómérőkkel, beültethető nyomásérzékelőkkel és képalkotással szemben: lehetővé teszi a folyamatos daganatmonitorozást; más technikákkal nehezen észlelhető méret- és alakváltozásokat képes mérni; és mivel autonóm, lehetővé kell tennie a gyorsabb, olcsóbb és nagyobb léptékű preklinikai gyógyszertesztet.
„Ez egy megtévesztően egyszerű konstrukció – mondja Abramson –, de ezek a benne rejlő előnyök nagyon érdekesek lehetnek a gyógyszerészek és az onkológiai közösségek számára. A FAST jelentősen felgyorsíthatja, automatizálhatja és csökkentheti a rákterápiák szűrési folyamatát.”
A kutatók az eredményekről számolnak be Tudomány előlegek.
