Raziskovalci v ZDA so razvili nosljiv senzor napetosti, ki lahko meri majhne spremembe v velikosti tumorjev pri miših. Ekipa pravi, da bi naprava lahko drastično pospešila validacijo potencialnih zdravil proti raku. V preskušanjih je lahko zaznal spremembe v velikosti tumorja okoli 10 µm v nekaj urah po začetku zdravljenja z zdravili proti raku.
Miši s tumorji tik pod kožo se redno uporabljajo za testiranje možnih zdravil proti raku, saj se je pokazalo, da dajejo rezultate, ki so blizu kliničnim izidom. Učinkovitost predvidenega zdravljenja se na splošno določi z opazovanjem, kako se ti podkožni tumorji spreminjajo v velikosti in volumnu v primerjavi z nezdravljenimi kontrolami. Toda tehnologija za merjenje regresije teh tumorjev ni posebej napredna. Običajno se merijo ročno s kalibri. Poleg tega, da povzroča težave z natančnostjo, je zaradi tega proces tudi dolgotrajen in delovno intenziven, kar zmanjšuje količino zdravil, ki jih je mogoče testirati, in obseg preskušanj.
zdaj Alex Abramson, inženir kemije, ki je imel sedež pri Univerza Stanford ko je vodil to raziskavo, vendar se je od takrat preselil na Georgia Institute of Technology, in njegovi kolegi so razvili elastomerno-elektronski senzor napetosti, ki bi lahko izboljšal hitrost in obseg testiranja zdravil z zagotavljanjem neprekinjenih meritev velikosti tumorja. Ugotavljajo, da bi lahko avtonomno in natančno spremljanje tumorja v realnem času, ki ga ponuja njihova naprava, odprlo nove poti pri visoko zmogljivem presejanju zdravil in osnovnih raziskavah raka.
Senzor – imenovan FAST (fleksibilni avtonomni senzorji, ki merijo tumorje) – je sestavljen iz 50 nm plasti zlata na vrhu elastomera stiren-etilen-butilen-stiren. Ko je senzor obremenjen, se v zlati plasti pojavijo mikrorazpoke, ki povečajo električni upor. Odpornost v senzorju eksponentno narašča z obremenitvijo in raziskovalci pravijo, da so pri raztezanju senzorja lahko zaznali spremembe le 10 µm.
Raziskovalci so za testiranje senzorjev uporabili dva modela raka: bioluminiscenčne celice človeškega pljučnega raka in celično linijo A20 B celičnega limfoma. Po vsaditvi rakavih celic pod kožo miši so izmerili, kako so tumorji rasli, in nato ocenili odziv tumorja na znana terapevtska sredstva. Senzor obremenitve, tiskano vezje, ki pošilja podatke v aplikacijo za pametni telefon, in baterija so bili nameščeni v 3D-natisnjenem nahrbtniku, pritrjenem na miši s filmsko oblogo in lepilom za tkivo. Senzorji so bili predhodno raztegnjeni na 50 % napetosti, da je bilo mogoče izmeriti rast in regresijo.
Ko so teden dni opazovali rast tumorja, je skupina ugotovila, da so bile meritve senzorjev napetosti primerljive s tistimi iz merilnih čeljusti in sistema za luminescenčno slikanje.
V 5 urah po začetku zdravljenja je senzor napetosti lahko zaznal spremembe velikosti tumorja v primerjavi z nezdravljenimi mišmi. Ta regresija tumorja ni bila ugotovljena z bioluminiscenčnim slikanjem ali meritvami s kaliperjem – s temi orodji ni bilo statistične razlike med zdravljenimi in nezdravljenimi skupinami pri meritvah tumorja na 5-urni časovni točki. V enotedenskih obdobjih zdravljenja so bile meritve s senzorjem podobne meritvam s kaliperjem in bioluminiscenčnim slikanjem.
Proces "srce na čipu" bi lahko pospešil testiranje drog
Po mnenju raziskovalcev ponuja FAST tri prednosti pred drugimi običajnimi možnostmi merjenja tumorja, kot so merilna merila, vsadljivi senzorji tlaka in slikanje: omogoča neprekinjeno spremljanje tumorja; lahko meri spremembe velikosti in oblike, ki jih je z drugimi tehnikami težko zaznati; in ker je avtonomen, naj bi omogočal hitrejše, cenejše in obsežnejše predklinično testiranje zdravil.
»Gre za varljivo preprosto zasnovo,« pravi Abramson, »vendar bi morale biti te inherentne prednosti zelo zanimive za farmacevtsko in onkološko skupnost. FAST bi lahko znatno pospešil, avtomatiziral in znižal stroške postopka presejalnih terapij raka."
Raziskovalci poročajo o svojih rezultatih v Znanost Predplačila.
