Низкодозная КТ, золотой стандарт диагностики рака легких в группах риска, в клинических исследованиях снизила смертность от рака легких на 20–25%. Однако доступ к этой технологии скрининга может быть ограничен в странах с ограниченными ресурсами, что приводит к непропорционально высокой смертности от рака легких в таких регионах. Исследователи Массачусетского технологического института (г.MIT) надеются устранить это неравенство в раннем выявлении рака легких с помощью разработки простого теста, основанного на вдыхании датчиков наночастиц.
Новый скрининговый тест, описанный в Наука развивается, представляет собой безыгольную диагностическую платформу под названием PATROL, которая объединяет три модуля: наносенсоры, основанные на активности (ABN); портативный ингалятор; и мультиплексный анализ латерального потока на бумажной основе (LFA).
ABN состоят из полимерных наночастиц, связанных с репортерами, такими как синтетические штрих-коды ДНК, через пептидные субстраты. Чтобы определить минимальный набор зондов с высокой прогностической способностью, исследователи изучили библиотеку пептидов-кандидатов, которые расщепляются под воздействием протеаз, связанных с раком. Они выбрали 20 пептидов в качестве потенциальных наносенсоров и провели тесты на мышах, чтобы идентифицировать комбинацию четырех ABN, которая может дать точные диагностические результаты.
Чтобы пройти скрининговый тест, пациент вдыхает ABN, которые образуют аэрозоли микронного размера для оптимизации осаждения в легких. Если эти наносенсоры обнаруживают биомаркеры рака, такие как протеазы, связанные с раком легких, штрих-коды ДНК отрываются от частицы и попадают в кровоток, где в конечном итоге концентрируются в моче. Эти репортеры затем могут быть обнаружены с помощью анализа мочи на основе LFA.
Чтобы быстро анализировать образцы мочи без необходимости использования сложного лабораторного оборудования, команда разработала LFA, которые могут количественно определять четыре различных штрих-кода ДНК на одной бумажной полоске при комнатной температуре. А поскольку наносенсоры доставляются с помощью небулайзера или портативного ингалятора, пациенты могут самостоятельно проводить тест PATROL дома.
«Мы действительно настаивали на том, чтобы этот анализ был доступен на месте лечения в условиях ограниченных ресурсов, поэтому идея заключалась в том, чтобы не выполнять никакой обработки образца, не проводить никакой амплификации, просто чтобы иметь возможность нанести образец прямо на бумагу. и прочитайте его за 20 минут», — говорит старший автор Сангита Бхатия В заявлении для прессы.
Исследователи отмечают, что PATROL может оказать особенно значительное влияние в странах с низким и средним уровнем дохода, где нет широкой доступности компьютерных томографов. «Наша цель состояла в том, чтобы предоставить метод, который может обнаруживать рак с высокой специфичностью и чувствительностью, а также снизить порог доступности, чтобы, надеюсь, мы могли улучшить неравенство в ресурсах и неравенство в раннем выявлении рака легких», — добавляет соавтор. Цянь Чжун.
в естественных условиях оценки;
Исследователи проверили, могут ли наносенсоры обнаружить рак легких у мышей, обследуя животных через 7.5 недель после того, как опухоли начали формироваться (вероятно, это коррелирует с раком 1 или 2 стадии у людей). Они отмечают, что, хотя ингаляторы сухого порошка обеспечивают превосходное осаждение в глубоких легких у людей, они активируются при дыхании и не подходят для грызунов. Вместо этого они поместили мышей в ингаляционную башню и подвергли воздействию распыляемых наносенсоров.
Через два часа после вдыхания АБН исследователи собрали образцы мочи животных и количественно оценили количество репортеров с помощью масс-спектрометрии. Они обнаружили, что субстраты, подвергшиеся воздействию микроокружения опухоли, выделяют штрих-коды ДНК в кровоток, и что сигналы мочи от всех четырех репортеров различаются у мышей с опухолями и здоровых мышей. Использование неконтролируемых алгоритмических методов позволило дифференцировать всех мышей с опухолями от здоровых аналогов.
Они пришли к выводу, что вдыхаемые ABN «демонстрируют надежную эффективность для раннего выявления автохтонной аденокарциномы легких у мышей».
Вдохните и обнаружите
Наконец, исследователи проверили производительность всей платформы PATROL «вдохни и обнаруживай». Они синтезировали ДНК-кодированные ABN диаметром примерно 15 нм и использовали ту же модель мышиного рака легких и доставку небулайзером для проверки обнаружения репортера ДНК в моче с помощью LFA.
Сравнение концентрации каждого штрих-кода в моче выявило значительные различия в расщеплении трех из зарегистрированных зондов (но не четвертого) между здоровыми и раковыми мышами. Показания мочи, обнаруженные с помощью LFA, показали аналогичные соотношения сигнал/шум с измерениями масс-спектроскопии. Опять же, алгоритмы неконтролируемой кластеризации могут классифицировать всех мышей с раком легких на ранней стадии.
Анализ рабочих характеристик приемника (ROC) показал, что три зонда действовали как компетентные одиночные классификаторы со значениями площади под кривой ROC (AUC) 0.82, 0.88 и 0.85. Объединение четырех зондов увеличило AUC до 0.93. Обладая 100% специфичностью, LFA обнаружил репортеры ДНК с чувствительностью 75.2%, что сопоставимо с чувствительностью микро-КТ.
Скрининг рака легких значительно увеличивает долгосрочную выживаемость
Команда также изучила профиль безопасности ингаляционных АБН и не обнаружила общей токсичности или закупорки сосудов у мышей через семь дней после введения однократной дозы АБН посредством распыления.
«В совокупности PATROL обладает огромным клиническим потенциалом не только для обеспечения чувствительного и специфического обнаружения рака легких на ранних стадиях, но и для обеспечения легкого развертывания в условиях ограниченных ресурсов», — заключают исследователи. Затем они планируют проанализировать образцы биопсии человека, чтобы увидеть, могут ли сенсорные панели также обнаруживать рак человека, после чего, как мы надеемся, последуют клинические испытания на людях.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/inhalable-nanosensors-could-increase-access-to-lung-cancer-screening/
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- 1
- 15%
- 2%
- 20
- 361
- 7
- 75
- a
- в состоянии
- воздушно-десантный
- доступ
- доступность
- точный
- адрес
- Добавляет
- После
- снова
- алгоритмический
- алгоритмы
- Все
- причислены
- Усиление
- an
- анализировать
- анализ
- и
- животные
- любой
- примерно
- МЫ
- ПЛОЩАДЬ
- AS
- At
- достигать
- Auc
- автор
- свободных мест
- доступен
- основанный
- BE
- между
- изоферменты печени
- но
- by
- под названием
- CAN
- рак
- кандидат
- характеристика
- Обращение
- классифицировать
- Клинический
- клинические испытания
- кластеризации
- сочетание
- комбинируя
- сравнимый
- компетентный
- комплекс
- сконцентрировать
- концентрации
- вывод
- в заключении исследования, финансируемого Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и написанного бывшим начальником полиции Вермонта
- коррелирующий
- может
- коллегами
- страны
- соединенный
- кривая
- Дней
- смерть
- поставляется
- доставки
- поставка
- развертывание
- описано
- обнаруживать
- обнаруженный
- обнаружение
- развитый
- Развитие
- диагностирование
- диагностический
- Различия
- различный
- дифференцирование
- Г-жа
- do
- Dont
- дозировать
- драматично
- сухим
- каждый
- Рано
- ранняя стадия
- легко
- включить
- включен
- столкновение
- Весь
- Оборудование
- со временем
- Изучение
- подвергаться
- Экспозиция
- поток
- следует
- Что касается
- форма
- найденный
- 4
- Четвертый
- от
- Общие
- Дайте
- цель
- Золото
- Золотой стандарт
- большой
- Группы
- Есть
- здоровый
- High
- имеет
- Главная
- надежды
- С надеждой
- ЧАСЫ
- Однако
- HTTPS
- человек
- Людей
- идея
- определения
- if
- Влияние
- улучшать
- in
- включает в себя
- Увеличение
- расширились
- Увеличивает
- информация
- вместо
- Институт
- Интегрируется
- взаимодействовать
- в
- вопрос
- IT
- JPG
- всего
- лаборатория
- ведущий
- Библиотека
- Вероятно
- Ограниченный
- долгосрочный
- бюджетный
- ниже
- сделанный
- Масса
- Массачусетс
- Массачусетский Технологический Институт
- макс-ширина
- размеры
- метод
- методы
- минимальный
- Минут
- MIT
- модель
- Модули
- Необходимость
- Новые
- следующий
- нет
- в своих размышлениях
- of
- предлагают
- on
- только
- операционный
- Оптимизировать
- or
- внешний
- панель
- Панели
- бумага & картон
- на бумажной основе
- особенно
- пациент
- пациентов
- патруль
- производительность
- выполнены
- Физика
- Мир физики
- план
- Платформа
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- портативный
- потенциал
- мощностью
- нажмите
- обработка
- Профиль
- Белки
- обеспечивать
- Нажимать
- положил
- количественно
- быстро
- коэффициенты
- Читать
- на самом деле
- Цена снижена
- районы
- выпустил
- Сообщается
- репортер
- исследователи
- ресурс
- Итоги
- Показали
- правую
- надежный
- Комната
- Сохранность
- то же
- образец
- видел
- говорит
- сканирование
- сканирование
- Наука
- скрининг
- посмотреть
- выбранный
- старший
- чувствительный
- чувствительность
- датчик
- датчик
- набор
- установка
- настройки
- семь
- проливать
- показал
- Шоу
- сигналы
- значительный
- аналогичный
- просто
- одинарной
- So
- конкретный
- специфичность
- Спектроскопия
- Этап
- этапы
- стандарт
- и политические лидеры
- заявление
- такие
- топ
- синтетический
- команда
- техника
- Технологии
- тестXNUMX
- проверенный
- тестов
- который
- Ассоциация
- Их
- тогда
- Эти
- они
- этой
- три
- порог
- миниатюрами
- в
- Башня
- испытания
- правда
- под
- претерпевать
- Проходят
- Ед. изм
- на
- использование
- используемый
- использования
- через
- VALIDATE
- Наши ценности
- с помощью
- законопроект
- we
- Недели
- были
- будь то
- , которые
- в то время как
- широко распространена
- без
- Мир
- зефирнет