Výskumníci predstavili lacný a presný senzor, ktorý odhalí rakovinu alebo HIV. Otestovať sa budeš môcť aj doma
Výskumníci predstavili lacný prístroj, ktorý môže odhaliť rakovinu a iné závažné ochorenia.
Výskumníci z inštitútu MIT vyvinuli mimoriadne lacný elektrochemický senzor, ktorý by vedel povedať, či máš rakovinu alebo nie. Okrem toho by tento senzor mohol pomôcť odhaliť celý rad iných ochorení.
Autori tohto zariadenia hovoria, že ide o mimoriadne jednoduchý prístroj, ktorým by ťa mohol vyšetriť doktor v ordinácii, alebo pokojne by si sa mohol vyšetriť aj sám, v pohodlí domova. Senzor je vytvorený z lacnej elektródy, ktorá je pokrytá deoxyribonukleovou kyselinou, teda DNA. Zároveň ide o jednorazové zariadenie, ktorým sa otestuješ na chorobu a následne ho vyhodíš. Okrem rakoviny, čo je hlavným ťahákom štúdie, by sa však mohlo zariadenie využívať aj na identifikáciu rôznych infekčných chorôb, napríklad chrípky alebo HIV.
Efektívna a lacná diagnostika
Elektrochemické senzory využívajú enzým rozkladajúci DNA, ktorý sa nachádza v genetickom editačnom systéme CRISPR. Keď sa rakovinové gény stretávajú s týmto enzýmom, z elektródy sa začne rozkladať DNA, čím sa zmení elektrický signál, ktorý senzor produkuje.
Tento senzor má však limitácie. Jedným z hlavných problémov je, že DNA náter elektródy sa rozkladá rýchlo. V praxi to znamená, že senzory nemôžeme ukladať dlhodobo a podmienky musia byť prísne kontrolované. To limituje prípady, kedy môžeme senzor spoľahlivo použiť. Výskumníkom sa však podarilo nájsť spôsob, ako tento senzor stabilizovať. Riešením je polymérový náter, vďaka ktorému senzory vydržia až dva mesiace. Po dvoch mesiacoch senzory stále spoľahlivo detegovali rakovinu prostaty.
“DNA senzory stoja len 50 centov na výrobu. Môžu však predstavovať ideálny spôsob ako odhaliť celý rad chorôb. Obzvlášť by ho mohli využiť chudobnejšie krajiny s nie až tak rozvinutým zdravotníctvom,” vyjadrili sa autori štúdie.
Senzor je tak jednoduchý, že si môžeš vyšetrenie spraviť pokojne aj sám. Elektrochemické senzory pracujú tak, že merajú zmeny v prúdení elektrického prúdu, keď cielená molekula začína interagovať s enzýmom. Ide o rovnakú technológiu, akú využívajú merače glukózy na odhalenie koncentrácie glukózy v krvi. Nový senzor z dielne MIT však pozostáva z DNA, ktorá je prilepená na lacnú zlatú elektródu. Táto elektróda je laminovaná na plastový list. DNA sa pripevňuje na elektródu pomocou molekuly tiol.
Neprehliadni
Nová štúdia sa viaže na prácu z roku 2021. V tomto roku rovnaký tím odhalil, že môžu využiť rovnaké senzory na odhalenie genetického materiálu HIV alebo HPV vírusov. Ak sa nachádza vo vzorke materiál vírusov HIV alebo HPV, viaže sa na RNA a aktivuje enzým, ktorý sa označuje ako Cas12. Tento enzým následne pretne DNA pripojenú k elektróde.
“Ak sa zapína enzým Cas12, je ako kosačka, ktorá pokosí všetku DNA na elektróde, čo vypne signál senzora,” hovoria výskumníci.
Dlhšia životnosť a presnejšie výsledky
Ako sme už spomenuli, spočiatku mal senzor problémy s výdržou. Tie sa podarili výskumníkom vyriešiť tak, že senzor obalili do polymérového náteru, ktorý stojí jeden cent. Keď polymér vyschne, slúži ako ochranný tenký film. Výskumníci zistili, že po zaschnutí polymér tvorí mimoriadne silnú bariéru proti hlavným veciam, ktoré môžu poškodiť DNA. Tento náter dokáže chrániť senzor až po dobu dvoch mesiacov.
Senzor by mohol odhaliť množstvo chorôb z rôznych vzoriek, napríklad z moču, slín alebo výteru zo slizníc. Autori chcú v ďalších krokoch dosiahnuť to, aby ich senzor slúžil ako lacnejšia diagnostická metóda na rôzne ochorenia, vrátane HPV, HIV alebo rakoviny. Výskumníci zároveň dúfajú, že sa im podarí cez programy inštitútu rozbehnúť startupovú spoločnosť, ktorá by sa venovala ďalej týmto senzorom. V ďalších krokoch zároveň budú pracovať aj na senzoroch, ktoré by sa dali uskladniť dlhšie. Popri tom chcú poslať senzory aj na testovanie v realistických podmienkach.
