米国と中国の研究者は、患者の涙に含まれる生体分子の特徴を検出することにより、眼に関連する疾患を迅速かつ正確に診断するための新しい技術を開発しました。 率いるチームによって開発された ルーク・リー ハーバード大学医学部と フェイ・リュー 温州医科大学の iTEARS システムは、振動するナノポーラス膜を使用して、封入された生体分子を不純物から分離し、研究と分類をはるかに容易にします。
現在の臨床研究が直面している大きな課題は、非侵襲的な方法で疾患を診断する必要性です。 幅広い生物学的プロセスに関する貴重な情報は、エキソソームで見つけることができます。これは、タンパク質、脂質、核酸などの複雑な生体分子が細胞膜シェルに包まれている、ほぼすべてのタイプの生細胞から放出される構造です。 これらのエキソソームを研究することで、臨床医は特定の疾患に関連する生物学的プロセスを、より煩わしい方法を必要とせずに特定できます。
エキソソームの特に有用な供給源は、患者の涙です。これは、重要な生体分子成分を血液と共有しており、眼内の他の液体よりもはるかに容易にアクセスできます。 しかし、この方法で患者を診断するための既存の技術は、これまでのところ、処理時間が長く、サンプル量が少なく、エキソソームの回収率が低いという制限がありました。
彼らの研究では、 ACSナノ、研究者は、「急速分離システムによる組み込み涙エキソソーム分析」（iTEARS）と名付けられた、ティアドロップ分析への新しいアプローチを紹介します。 彼らの方法では、まず、塩溶液に浸した非侵襲的なテスト ストリップで涙を採取します。 次に、流体は、陽極酸化アルミニウムで作られた一対の近接したナノ多孔質膜の間を通過します。
両方の膜は、内部の流体と外部の空間との間の圧力差の変化によって振動するように駆動されます。 これらの振動の間、小さな生体分子の断片がバリアを通過する可能性がありますが、エキソソームは内部に閉じ込められたままになります。 その後、チームはエクソソームのカーゴを細胞膜ケーシングから取り出し、分析の準備を整えることができました。
iTEARS を使用して、研究者は人間の参加者の涙を分析しました。一部は健康で、一部はさまざまな眼関連疾患の 10 つに苦しんでいます。 この技術により、患者ごとにわずか数滴の涙滴 (約 5 μl) から純粋なエキソソームをわずか 900 分で高収率で分離することができました。 全体として、彼らはサンプル中の XNUMX 種類以上のタンパク質を特定しました。
コンタクトレンズは涙のブドウ糖を監視します
これらのうち、426 個がドライアイ疾患に関連するエキソソームで発見されました。ドライアイ疾患は、涙による眼の潤滑が不十分な一般的な状態です。 研究チームは、患者の涙に含まれる XNUMX つの特定のタンパク質を特定することで、それぞれ異なる治療が必要なドライアイ疾患の XNUMX つのサブタイプを区別することもできました。
さらに研究者らは、XNUMX 種類の RNA 分子が過剰に存在する場合、網膜に損傷を与える糖尿病の合併症である糖尿病性網膜症を示していることを発見しました。 この初期の成功に基づいて、彼らは、iTEARS が幅広い眼関連の状態やその他の疾患に対して、迅速で正確かつ非侵襲的な診断を提供できることを望んでいます。
