Low-dose CT, the gold standard technique for diagnosing lung cancer in at-risk groups, has reduced lung cancer deaths by 20–25% in clinical trials. Access to this screening technology, however, can be limited in resource-poor settings, leading to disproportionately high lung cancer mortality in such regions. Researchers at Massachusetts Institute of Technology (ایم ائی ٹی) hope to address this inequity in early detection of lung cancer with the development of a simple test based on inhalation of nanoparticle sensors.
The new screening test, described in سائنس ایڈوانسز, is a needle-free diagnostic platform called PATROL that integrates three modules: activity-based nanosensors (ABNs); a portable inhalation unit; and a multiplexable paper-based lateral flow assay (LFA).
The ABNs are made from polymer nanoparticles coupled with reporters, such as synthetic DNA barcodes, via peptide substrates. To identify a minimal set of probes with high predictive power, the researchers examined a library of candidate peptides that are cleaved upon exposure to cancer-associated proteases. They selected 20 peptides as potential nanosensors and performed tests in mice to identify a combination of four ABNs likely to give accurate diagnostic results.
To undergo a screening test, the patient inhales the ABNs, which are formulated into micron-sized aerosols to optimize deposition in the lungs. If these nanosensors encounter cancer biomarkers, such as lung cancer-associated proteases, the DNA barcodes are cleaved from the particle and released into the circulation, where they eventually concentrate in the urine. These reporters can then be detected using an LFA-based urine test.
To rapidly analyse urine samples without the need for complex lab equipment, the team developed LFAs that can quantify the four different DNA barcodes on a single paper strip at room temperature. And as the nanosensors are delivered using a nebulizer or handheld inhaler, patients can self-administer the PATROL test at home.
“We were really pushing this assay to be point-of-care available in a low-resource setting, so the idea was to not do any sample processing, not do any amplification, just to be able to put the sample right on the paper and read it out in 20 minutes,” says senior author سنگیتا بھاٹیا ایک پریس بیان میں.
The researchers note that PATROL could have a particularly significant impact in low- and middle-income countries that don’t have widespread availability of CT scanners. “Our goal was to provide a method that can detect cancer with high specificity and sensitivity, and also lower the threshold for accessibility, so that hopefully we can improve the resource disparity and inequity in early detection of lung cancer,” adds co-lead author Qian Zhong.
vivo میں تشخیص
The researchers tested whether the nanosensors can detect lung cancer in mice, examining animals 7.5 weeks after tumours started to form (likely correlating with stage 1 or 2 cancer in humans). They note that while dry powder inhalers offer superior deep-lung deposition in humans, they are breath-actuated and unsuitable for rodents. So instead, they placed the mice in an inhalation tower and exposed them to nebulized nanosensors.
Two hours after ABN inhalation, the researchers collected urine samples from the animals and quantified the reporters using mass spectrometry. They found that substrates exposed to the tumour microenvironment shed the DNA barcodes into circulation, and that urinary signals from all four reporters differed between tumour-bearing and healthy mice. Use of unsupervised algorithmic methods enabled differentiation of all tumour-bearing mice from healthy counterparts.
They concluded that the inhalable ABNs “demonstrate robust power for the early detection of mouse autochthonous lung adenocarcinoma”.
Inhale and detect
Finally, the researchers tested the performance of the entire “inhale and detect” PATROL platform. They synthesized DNA-coded ABNs of approximately 15 nm in diameter and used the same lung cancer mouse model and nebulizer delivery to validate urinary DNA reporter detection using the LFA.
Comparing urinary concentration of each barcode revealed significant differences in the cleavage of three of the reported probes (but not the fourth) between healthy and cancer-bearing mice. Urinary readouts detected with LFA showed similar signal-to-noise ratios to the mass spectroscopy measurements. Again, unsupervised clustering algorithms could classify all of the mice with early-stage lung cancer.
Receiver operating characteristic (ROC) analysis showed that three of the probes acted as competent single classifiers, with area under the ROC curve (AUC) values of 0.82, 0.88 and 0.85. Combining the four probes increased the AUC to 0.93. With 100% specificity, the LFA detected DNA reporters with a sensitivity of 75.2%, comparable to that of micro-CT.
پھیپھڑوں کے کینسر کی اسکریننگ ڈرامائی طور پر طویل مدتی بقا میں اضافہ کرتی ہے۔
The team also examined the safety profile of the inhalable ABNs, and saw no general toxicity or clogging of vasculature in mice seven days after delivering a single dose of ABNs via nebulization.
“Collectively, PATROL holds great clinical potential not only to attain both sensitive and specific lung cancer detection at early stages but also to enable easy deployment in resource-limited settings,” the researchers conclude. Next, they plan to analyse human biopsy samples to see whether the sensor panels can also detect human cancers, hopefully followed by clinical trials in human patients.
- SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
- پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- ماخذ: https://physicsworld.com/a/inhalable-nanosensors-could-increase-access-to-lung-cancer-screening/
- : ہے
- : ہے
- : نہیں
- :کہاں
- 1
- 15٪
- 2%
- 20
- 361
- 7
- 75
- a
- قابلیت
- abn
- تک رسائی حاصل
- رسائی پذیری
- درست
- پتہ
- جوڑتا ہے
- کے بعد
- پھر
- الگورتھم
- یلگوردمز
- تمام
- بھی
- پروردن
- an
- تجزیہ
- تجزیہ
- اور
- جانوروں
- کوئی بھی
- تقریبا
- کیا
- رقبہ
- AS
- At
- حاصل
- نیل
- مصنف
- دستیابی
- دستیاب
- کی بنیاد پر
- BE
- کے درمیان
- دونوں
- لیکن
- by
- کہا جاتا ہے
- کر سکتے ہیں
- کینسر
- امیدوار
- خصوصیت
- سرکولیشن
- درجہ بندی کرنا۔
- کلینکل
- طبی ٹیسٹ
- clustering کے
- مجموعہ
- امتزاج
- موازنہ
- competent,en
- پیچیدہ
- توجہ
- دھیان
- نتیجہ اخذ
- یہ نتیجہ اخذ کیا
- ارتباط
- سکتا ہے
- ہم منصبوں
- ممالک
- مل کر
- وکر
- دن
- اموات
- ڈیلیور
- ترسیل
- ترسیل
- تعیناتی
- بیان کیا
- کا پتہ لگانے کے
- پتہ چلا
- کھوج
- ترقی یافتہ
- ترقی
- تشخیص
- تشخیصی
- اختلافات
- مختلف
- فرق
- ڈی این اے
- do
- نہیں
- خوراک
- ڈرامائی طور پر
- خشک
- ہر ایک
- ابتدائی
- ابتدائی مرحلے
- آسان
- کو چالو کرنے کے
- چالو حالت میں
- تصادم
- پوری
- کا سامان
- آخر میں
- جانچ کر رہا ہے
- ظاہر
- نمائش
- بہاؤ
- پیچھے پیچھے
- کے لئے
- فارم
- ملا
- چار
- چوتھے نمبر پر
- سے
- جنرل
- دے دو
- مقصد
- گولڈ
- گولڈ سٹینڈرڈ
- عظیم
- گروپ کا
- ہے
- صحت مند
- ہائی
- کی ڈگری حاصل کی
- ہوم پیج (-)
- امید ہے کہ
- امید ہے کہ
- HOURS
- تاہم
- HTTPS
- انسانی
- انسان
- خیال
- شناخت
- if
- اثر
- کو بہتر بنانے کے
- in
- شامل
- اضافہ
- اضافہ
- اضافہ
- معلومات
- کے بجائے
- انسٹی ٹیوٹ
- انٹیگریٹٹس
- بات چیت
- میں
- مسئلہ
- IT
- فوٹو
- صرف
- لیب
- معروف
- لائبریری
- امکان
- لمیٹڈ
- لنکڈ
- طویل مدتی
- کم قیمت
- کم
- بنا
- ماس
- میسا چوسٹس
- ماشسٹس انسٹیٹیوٹ آف ٹیکنالوجی
- زیادہ سے زیادہ چوڑائی
- پیمائش
- طریقہ
- طریقوں
- کم سے کم
- منٹ
- ایم ائی ٹی
- ماڈل
- ماڈیولز
- ضرورت ہے
- نئی
- اگلے
- نہیں
- براہ مہربانی نوٹ کریں
- of
- پیش کرتے ہیں
- on
- صرف
- کام
- کی اصلاح کریں
- or
- باہر
- پینل
- پینل
- کاغذ.
- کاغذ پر مبنی
- خاص طور پر
- مریض
- مریضوں
- گشت
- کارکردگی
- کارکردگی
- طبعیات
- طبیعیات کی دنیا
- منصوبہ
- پلیٹ فارم
- پلاٹا
- افلاطون ڈیٹا انٹیلی جنس
- پلیٹو ڈیٹا
- پورٹیبل
- ممکنہ
- طاقت
- پریس
- پروسیسنگ
- پروفائل
- پروٹین
- فراہم
- دھکیلنا
- ڈال
- مقدار کا تعین
- میں تیزی سے
- تناسب
- پڑھیں
- واقعی
- کم
- خطوں
- جاری
- اطلاع دی
- رپورٹر
- محققین
- وسائل
- نتائج کی نمائش
- انکشاف
- ٹھیک ہے
- مضبوط
- کمرہ
- سیفٹی
- اسی
- نمونہ
- دیکھا
- کا کہنا ہے کہ
- اسکین
- سکیننگ
- سائنس
- اسکریننگ
- دیکھنا
- منتخب
- سینئر
- حساس
- حساسیت
- سینسر
- سینسر
- مقرر
- قائم کرنے
- ترتیبات
- سات
- بہانے
- سے ظاہر ہوا
- شوز
- سگنل
- اہم
- اسی طرح
- سادہ
- ایک
- So
- مخصوص
- نردجیکرن
- سپیکٹروسکوپی۔
- اسٹیج
- مراحل
- معیار
- شروع
- بیان
- اس طرح
- اعلی
- مصنوعی
- ٹیم
- تکنیک
- ٹیکنالوجی
- ٹیسٹ
- تجربہ
- ٹیسٹ
- کہ
- ۔
- ان
- تو
- یہ
- وہ
- اس
- تین
- حد
- تھمب نیل
- کرنے کے لئے
- ٹاور
- ٹرائلز
- سچ
- کے تحت
- گزرنا
- گزر رہا ہے
- یونٹ
- صلی اللہ علیہ وسلم
- استعمال کی شرائط
- استعمال کیا جاتا ہے
- استعمال
- کا استعمال کرتے ہوئے
- تصدیق کریں۔
- اقدار
- کی طرف سے
- تھا
- we
- مہینے
- تھے
- چاہے
- جس
- جبکہ
- وسیع پیمانے پر
- ساتھ
- بغیر
- دنیا
- زیفیرنیٹ