미국과 중국 연구진이 환자의 눈물에서 생체분자 신호를 감지해 눈 관련 질환을 빠르고 정확하게 진단하는 새로운 기술을 개발했다. 다음 팀이 이끄는 개발 루크 리 하버드 의과대학과 리우 페이 원저우 의과대학의 iTEARS 시스템은 진동하는 나노다공성 막을 사용하여 불순물로부터 생체분자를 분리하여 연구 및 분류를 훨씬 쉽게 만듭니다.
현재 임상 연구가 직면한 주요 과제는 비침습적 방식으로 질병을 진단해야 한다는 것입니다. 광범위한 생물학적 과정에 대한 귀중한 정보는 엑소좀에서 찾을 수 있습니다. 엑소좀은 단백질, 지질, 핵산을 포함한 복잡한 생체분자가 세포막 껍질에 싸여 있는 거의 모든 유형의 살아있는 세포에서 방출되는 구조입니다. 이러한 엑소좀을 연구함으로써 임상의는 더 많은 침입 방법을 사용하지 않고도 특정 질병과 관련된 생물학적 과정을 식별할 수 있습니다.
엑소좀의 특히 유용한 공급원은 환자의 눈물입니다. 이는 주요 생체분자 성분을 혈액과 공유하고 눈의 다른 체액보다 훨씬 더 쉽게 접근할 수 있습니다. 그러나 이러한 방식으로 환자를 진단하는 기존 기술은 지금까지 긴 처리 시간, 적은 샘플 양 및 낮은 엑소좀 회수율로 인해 제한적이었습니다.
그들의 연구에서 ACS 나노, 연구원들은 "신속 분리 시스템을 통한 통합 눈물-엑소좀 분석"(iTEARS)이라는 눈물방울 분석에 대한 새로운 접근 방식을 도입했습니다. 그들의 방법은 먼저 소금 용액에 담근 비침습적 테스트 스트립에서 눈물을 수집하는 것입니다. 그런 다음 유체는 양극산화알루미늄으로 만들어진 한 쌍의 밀접하게 배치된 나노다공성 멤브레인 사이를 통과합니다.
두 멤브레인 모두 내부 유체와 외부 공간 사이의 다양한 압력 차이에 의해 진동하도록 구동됩니다. 이러한 진동 동안 작은 생체분자 조각은 장벽을 통과하면서 엑소좀은 내부에 갇히게 됩니다. 그 후, 팀은 분석을 위해 세포막 케이스에서 엑소좀의 화물을 제거할 수 있었습니다.
연구진은 iTEARS를 사용하여 인간 참가자의 눈물을 분석했습니다. 일부는 건강한 사람이고 일부는 다양한 눈 관련 질병 중 하나를 앓고 있는 사람이었습니다. 각 환자에 대해 이 기술을 통해 단 10분 이내에 단 몇 개의 눈물방울(약 5μl)에서 높은 수율의 순수 엑소좀을 분리할 수 있었습니다. 전체적으로 그들은 샘플에서 900가지가 넘는 유형의 단백질을 식별했습니다.
콘택트렌즈는 눈물로 혈당을 모니터합니다.
이 중 426개는 눈물이 눈에 불충분한 윤활을 제공하는 흔한 질환인 안구건조증과 관련된 엑소좀에서 발견되었습니다. 환자의 눈물에서 세 가지 특정 단백질을 식별함으로써 연구자들은 각각 다른 치료가 필요한 안구건조증의 두 가지 하위 유형을 구별할 수 있었습니다.
또한 연구진은 XNUMX가지 유형의 RNA 분자가 과잉으로 존재하면 망막을 손상시키는 당뇨병 합병증인 당뇨병성 망막병증을 나타낼 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이러한 초기 성공을 바탕으로 그들은 iTEARS가 다양한 눈 관련 질환 및 기타 질병에 대해 빠르고 정확하며 비침습적 진단을 제공할 수 있기를 바라고 있습니다.
