Un senzor de tensiune care poate măsura modificări minuscule ale dimensiunii tumorilor la șoareci a fost dezvoltat de cercetătorii din SUA. Echipa spune că dispozitivul ar putea accelera drastic validarea potențialelor medicamente pentru cancer. În studii, a reușit să detecteze modificări ale dimensiunii tumorii de aproximativ 10 µm în câteva ore de la începerea tratamentului cu medicamente pentru cancer.
Șoarecii cu tumori chiar sub piele sunt utilizați în mod regulat pentru a testa potențiale medicamente pentru cancer, deoarece s-a demonstrat că oferă rezultate apropiate de rezultatele clinice. Eficacitatea unui tratament prospectiv este în general determinată prin observarea modului în care aceste tumori subcutanate se modifică în dimensiune și volum, în comparație cu martorii netratate. Dar tehnologia de măsurare a regresiei acestor tumori nu este deosebit de avansată. În mod normal, acestea sunt măsurate manual cu șublere. Pe lângă crearea unor probleme cu acuratețe, acest lucru face ca procesul să consume mult timp și o muncă intensivă, reducând volumul de medicamente care pot fi testate și dimensiunea studiilor.
Acum Alex Abramson, un inginer chimist care avea sediul la Universitatea Stanford când a efectuat această cercetare, dar de atunci s-a mutat la Institutul de Tehnologie din Georgia, iar colegii săi au dezvoltat un senzor elastomeric-electronic de deformare care ar putea îmbunătăți viteza și volumul testării medicamentelor, oferind măsurători continue ale dimensiunii tumorii. Ei observă că monitorizarea tumorală în timp real, autonomă și precisă oferită de dispozitivul lor ar putea deschide noi căi în screening-ul de droguri de mare capacitate și cercetarea de bază a cancerului.
Senzorul – denumit FAST (senzori autonomi flexibili de măsurare a tumorilor) – constă dintr-un strat de aur de 50 nm deasupra unui elastomer stiren-etilenă-butilen-stiren. Atunci când senzorul este solicitat, apar microfisuri în stratul de aur, crescând rezistența electrică. Rezistența senzorului crește exponențial odată cu deformarea, iar cercetătorii spun că atunci când întindeau senzorul, au fost capabili să detecteze modificări de doar 10 µm.
Cercetătorii au folosit două modele de cancer pentru a testa senzorii: celule bioluminescente de cancer pulmonar uman și o linie celulară de limfom cu celule B A20. După implantarea celulelor canceroase sub pielea șoarecilor, aceștia au măsurat modul în care au crescut tumorile și apoi au evaluat răspunsul tumorii la agenți terapeutici cunoscuți. Senzorul de tensiune, o placă de circuit imprimat care trimite date către o aplicație pentru smartphone și un pachet de baterii au fost găzduite într-un rucsac imprimat 3D, atașat de șoareci folosind un pansament de film și adeziv pentru țesuturi. Senzorii au fost preîntinși la 50% deformare, pentru a permite măsurarea creșterii și regresiei.
Când a observat creșterea tumorii timp de o săptămână, echipa a descoperit că măsurătorile de la senzorii de tulpină erau comparabile cu cele de la șublere și un sistem de imagistică cu luminiscență.
În 5 ore de la începerea tratamentului, senzorul de tulpină a fost capabil să detecteze modificări ale dimensiunii tumorii în comparație cu șoarecii netrați. Această regresie a tumorii nu a fost preluată de imagistica cu bioluminiscență sau măsurători cu șubler - cu aceste instrumente, nu a existat nicio diferență statistică între grupurile tratate și netratate în măsurătorile tumorii la momentul de 5 ore. Pe perioade de tratament de o săptămână, măsurătorile de la senzor au fost similare cu cele de la șublere și imaginile bioluminiscente.
Procesul „Heart-on-a-cip” ar putea accelera testarea antidrog
Potrivit cercetătorilor, FAST oferă trei avantaje față de alte opțiuni comune de măsurare a tumorii, cum ar fi șublere, senzori de presiune implantabili și imagistică: permite monitorizarea continuă a tumorii; poate măsura modificări ale dimensiunii și formei care sunt greu de detectat cu alte tehnici; și, deoarece este autonom, ar trebui să permită testarea preclinice a medicamentelor mai rapidă, mai ieftină și la scară mai mare.
„Este un design înșelător de simplu”, spune Abramson, „dar aceste avantaje inerente ar trebui să fie foarte interesante pentru comunitățile farmaceutice și oncologice. FAST ar putea accelera, automatiza și reduce în mod semnificativ costul procesului de screening al terapiilor pentru cancer.”
Cercetătorii își raportează rezultatele în Avansuri de știință.
