Brytyjscy naukowcy opracowali plaster zawierający dziesiątki milionów mikroskopijnych nanoigieł. Sugerują, że mógłby on zastąpić bolesne tradycyjne biopsje – informuje pismo „Nature Nanotechnology”.
Biopsja to zabieg diagnostyczny, który polega na pobraniu z ciała pacjenta próbki tkanki lub komórek w celu zbadania pod mikroskopem. Dzięki temu można ustalić charakter patologicznej zmiany (na przykład sprawdzić, czy to nowotwór), określić jej typ oraz stopień zaawansowania.
Biopsje należą do najczęstszych procedur diagnostycznych – co roku na świecie wykonuje się ich miliony. Jednak są inwazyjne, mogą powodować ból i powikłania, co często zniechęca pacjentów do poszukiwania wczesnej diagnozy lub dalszych badań. Poza tym tradycyjne biopsje usuwają fragmenty tkanki, co ogranicza częstotliwość ich stosowania w przypadku chorych narządów, takich jak mózg.
Teraz interdyscyplinarny zespół naukowców z King’s College London (Wielka Brytania) opracował nanoigłowy plaster, który bezboleśnie zbiera informacje molekularne z tkanek bez ich usuwania lub uszkadzania. Autorzy wynalazku sugerują, że dzięki niemu możliwe powinno być monitorowanie chorób, takich jak nowotwory czy alzheimer, w czasie rzeczywistym, i wykonywanie wielu powtarzalnych testów z tego samego obszaru. Ponieważ nanoigły są 1000 razy cieńsze od ludzkiego włosa i nie usuwają tkanki – nie powodują bólu ani uszkodzeń, proces jest mniej bolesny dla pacjentów w porównaniu ze standardowymi biopsjami. Może w wielu przypadkach oznaczać wcześniejszą diagnozę i bardziej regularne monitorowanie, zmieniając sposób śledzenia i leczenia chorób.
Dr Ciro Chiappini, który kierował badaniami, powiedział: „Pracujemy nad nanoigłami od dwunastu lat, ale to nasze największe osiągniecie. Otwiera świat możliwości dla osób z rakiem mózgu, chorobą Alzheimera i dla rozwoju medycyny spersonalizowanej”.
Plaster jest pokryty dziesiątkami milionów porowatych, krzemowych nanoigieł. W badaniach przedklinicznych zespół zastosował go do tkanki nowotworowej mózgu pobranej od ludzi i od myszy, będących modelem choroby (glejaka). Nanoigły wyekstrahowały molekularne „odciski palców” — w tym lipidy, białka i mRNA — z komórek, bez usuwania lub uszkadzania tkanki.
Taki „odcisk tkanki” jest następnie analizowany za pomocą spektrometrii masowej i sztucznej inteligencji, co daje zespołom opieki zdrowotnej szczegółowy wgląd w to, czy guz jest obecny, jak reaguje na leczenie i jak choroba postępuje na poziomie komórkowym.
„To podejście dostarcza wielowymiarowych informacji molekularnych z różnych typów komórek w tej samej tkance” – wskazał dr Chiappini. – „Tradycyjne biopsje po prostu nie są w stanie tego zrobić. A ponieważ proces ten nie niszczy tkanki, możemy pobrać próbkę tej samej tkanki wiele razy, co wcześniej było niemożliwe”.
Ta technologia mogłaby być stosowana podczas operacji mózgu, aby pomóc chirurgom podejmować szybsze, bardziej precyzyjne decyzje. Na przykład poprzez zastosowanie pokrytego nanoigłami plastra na podejrzanym obszarze, wyniki można uzyskać w ciągu 20 minut i w czasie rzeczywistym kierować decyzjami dotyczącymi usuwania tkanki nowotworowej.
Wykonane przy użyciu tych samych technik produkcyjnych co chipy komputerowe, nanoigły można zintegrować ze zwykłymi urządzeniami medycznymi, takimi jak bandaże, endoskopy i soczewki kontaktowe.
„To może być początek końca bolesnych biopsji” – ocenił dr Chippani. – „Nasza technologia otwiera nowe sposoby diagnozowania i monitorowania chorób w sposób bezpieczny i bezbolesny – pomagając lekarzom i pacjentom podejmować lepsze, szybsze decyzje”.
Przełom był możliwy dzięki wysoce interdyscyplinarnej współpracy w zakresie nanoinżynierii, onkologii klinicznej, biologii komórki i sztucznej inteligencji. Każda z tych dziedzin wnosiła niezbędne narzędzia i perspektywy, które razem otwierały nowe podejście do diagnostyki nieinwazyjnej. (PAP)
Paweł Wernicki, fot. freeimages.com
Data publikacji: 18.06.2025 r.
