Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Mobilne mikrourządzenie do precyzyjnej diagnostyki nowotworów

Obecnie większość biomarkerów chorób nowotworowych wykazuje ograniczoną przydatność do celów diagnostycznych oraz niską swoistość. W ramach pewnej europejskiej inicjatywy opracowano innowacyjny bioczujnik, który umożliwia przeprowadzenie w miejscu opieki nad pacjentem dokładnego i niezwykle czułego pomiaru poziomu biomarkerów w płynach ustrojowych.

Zdrowie

Istnieją przekonujące dowody na to, że wiele nowotworów zawiera niewielką populację komórek inicjujących raka lub nowotworowych komórek macierzystych odpowiedzialnych za powstawanie guzów, nawrót choroby i jej oporność na leczenie. Komórki te wydają się mieć również zdolność migracji do odległych miejsc i wytwarzania przerzutów, jednak metody wykrywania komórek macierzystych nowotworów i ich włączenie do rutynowej praktyki diagnostycznej lub monitorowania reakcji chorób nowotworowych na leczenie wymagają ogromnych nakładów pracy.

Przenośne urządzenie do wykrywania biomarkerów związanych z nowotworami

W ramach finansowanego ze środków UE projektu BIOCDx opracowano bardzo czułe, przenośne urządzenie do pomiaru poziomu biomarkerów nowotworowych w próbkach krwi pełnej. „Naszym celem było stworzenie niezawodnego narzędzia do szybkiej diagnozy nowotworów, które ułatwi podejmowanie lepszych decyzji dotyczących leczenia klinicznego”, wyjaśnia koordynatorka projektu Ioanna Zergioti. Urządzenie jest wyposażone w mikrocieczowy wkład, który umożliwia filtrację próbek krwi w kierunku osocza, a także selekcję i przesyłanie niewielkich ilości próbek do detektora. Wykrywanie białkowych biomarkerów krążących we krwi jest wykonywane za pomocą biologicznego testu podwójnego wiązania, wykorzystującego nanocząsteczki do zwiększenia czujnikowego sygnału optycznego. Wykorzystanie ultraczułych elementów fotonicznych zapewnia 100-krotną poprawę czułości w porównaniu z bieżącymi technologiami, a miniaturyzacja czujnika pozwala na opracowanie przenośnego urządzenia, które może być używane w miejscu opieki nad pacjentem. Urządzenie BIOCDx jest skonfigurowane pod kątem wykrywania specyficznego dla nowotworowych komórek macierzystych czynnika transkrypcyjnego TWIST1, który odgrywa pewną rolę w procesie przerzutowania nowotworów. Czynnik TWIST1 kontroluje ekspresję krążącego we krwi białka periostyny oraz białka wzmacniającego aktywność C-proteinazy prokolagenu (PCOLCE). Uważa się, że oba te białka są zaangażowane w rozwój guza i postęp choroby. Różne platformy został zintegrowane w jedno urządzenie przenośne i poddane testom z wykorzystaniem próbek krwi i osocza od pacjentów z rakiem piersi lub raka prostaty oraz od zdrowych ochotników. Dodatkową zaletą urządzenia BIOCDx jest to, że można dostosować jego ustawienia na potrzeby diagnozy innych chorób.

Wzmocnienie wiodącej pozycji w dziedzinie technologii przemysłowych w Europie

„BIOCDx to przedsięwzięcie angażujące całą branżę, które zaowocowało współpracą kluczowych graczy z rynku czujników, rozwiązań mikrocieczowych, inteligentnych systemów i wyrobów medycznych, a także biofarmaceutyków”, podkreśla Zergioti. MŚP uczestniczące w projekcie wykorzystały swoje know-how i doświadczenie podczas tworzenia kluczowych elementów i innowacji wykorzystanych w technologii BIOCDx. Prowadzona w ramach projektu BIOCDx współpraca specjalistów z wielu różnych dziedzin umożliwiła powstanie nowej generacji inteligentnych wyrobów medycznych wyposażonych w funkcje porównywalne z dostępnym na rynku, wysoce wyspecjalizowanym sprzętem szpitalnym. Te miniaturowe, inteligentne systemy są również lepsze pod względem rozmiaru, kosztów i przystępności cenowej, niezawodności i solidności, niskiego poziomu zużycia energii oraz stopnia akceptowalności przez użytkowników. Projekt BIOCDx przyczynił się też do wzmocnienia pozycji Europy w obszarze produkcji miniaturowych systemów inteligentnych oraz podniesienia jej konkurencyjności w tym zakresie. Wiedza technologiczna zdobyta w trakcie realizacji projektu doprowadziła do założenia firmy typu spin-off o nazwie PhosPrint, która zajmuje się projektowaniem i rozwojem wysokiej jakości systemów do biodruku laserowego. Ponadto firma LioniX International nawiązała współpracę z innymi firmami z UE w celu opracowania platform diagnostycznych do wykrywania chorób nowotworowych w próbkach moczu. Jednocześnie ta sama firma opracowuje komercyjny, przenośny aparat do diagnostyki zakażeń koronawirusem. Jak twierdzi Zergioti: „Wykazaliśmy, że współpraca między uniwersytetami, firmami z sektora zaawansowanych technologii i partnerami przemysłowymi może doprowadzić do powstania zintegrowanych systemów o wysokim potencjale rynkowym”.

Słowa kluczowe

BIOCDx, nowotworowe komórki macierzyste, miejsce opieki nad pacjentem, biomarker nowotworowy, TWIST1, periostyna, PCOLCE

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania