Επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ένα έμπλαστρο που περιέχει δεκάδες εκατομμύρια μικροσκοπικές νανοβελόνες θα μπορούσε σύντομα να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές βιοψίες.
Το έμπλαστρο προσφέρει μια ανώδυνη και λιγότερο επεμβατική εναλλακτική λύση για εκατομμύρια ασθενείς σε όλο τον κόσμο που υποβάλλονται κάθε χρόνο σε βιοψίες για την ανίχνευση και παρακολούθηση ασθενειών όπως ο καρκίνος και η νόσος του Αλτσχάιμερ.
Οι βιοψίες είναι από τις πιο συνηθισμένες διαγνωστικές διαδικασίες παγκοσμίως, οι οποίες πραγματοποιούνται εκατομμύρια φορές κάθε χρόνο. Ωστόσο, είναι επεμβατικές, μπορούν να προκαλέσουν πόνο και επιπλοκές και να αποτρέψουν τους ασθενείς από την έγκαιρη διάγνωση ή τις εξετάσεις παρακολούθησης. Οι παραδοσιακές βιοψίες αφαιρούν επίσης μικρά κομμάτια ιστού, περιορίζοντας τη συχνότητα και την πληρότητα της ανάλυσης οργάνων, όπως ο εγκέφαλος, από τους γιατρούς.
Τώρα, επιστήμονες του King's College London έχουν αναπτύξει ένα έμπλαστρο νανοβελόνων που συλλέγει ανώδυνα μοριακές πληροφορίες από ιστούς χωρίς να τους αφαιρεί ή να τους καταστρέφει. Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στις ομάδες υγειονομικής περίθαλψης να παρακολουθούν τις ασθένειες σε πραγματικό χρόνο και να πραγματοποιούν πολλαπλές, επαναλαμβανόμενες εξετάσεις από την ίδια περιοχή - κάτι που είναι αδύνατο με τις τυπικές βιοψίες.
Επειδή οι νανοβελόνες είναι 1.000 φορές λεπτότερες από μια ανθρώπινη τρίχα και δεν αφαιρούν ιστό, δεν προκαλούν πόνο ή βλάβη, καθιστώντας τη διαδικασία λιγότερο επώδυνη για τους ασθενείς σε σύγκριση με τις τυπικές βιοψίες. Για πολλούς, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει νωρίτερη διάγνωση και πιο τακτική παρακολούθηση, μεταμορφώνοντας τον τρόπο παρακολούθησης και θεραπείας των ασθενειών.
Ο Δρ Ciro Chiappini, που ηγήθηκε της έρευνας που δημοσιεύθηκε σήμερα στο Nature Nanotechnology, δήλωσε: «Εργαζόμαστε πάνω στις νανοβελόνες εδώ και δώδεκα χρόνια, αλλά αυτή είναι η πιο συναρπαστική μας πρόοδος μέχρι σήμερα. Ανοίγει έναν κόσμο δυνατοτήτων για τα άτομα με καρκίνο του εγκεφάλου, Αλτσχάιμερ και για την πρόοδο της εξατομικευμένης ιατρικής. Θα επιτρέψει στους επιστήμονες - και τελικά στους κλινικούς γιατρούς - να μελετήσουν τις ασθένειες σε πραγματικό χρόνο όπως ποτέ άλλοτε».
Το έμπλαστρο καλύπτεται από δεκάδες εκατομμύρια νανοβελόνες. Σε προκλινικές μελέτες, η ομάδα εφάρμοσε το έμπλαστρο σε ιστό εγκεφαλικού καρκίνου που είχε ληφθεί από βιοψίες ανθρώπων και μοντέλα ποντικών. Οι νανοβελόνες εξήγαγαν μοριακά «αποτυπώματα» - συμπεριλαμβανομένων λιπιδίων, πρωτεϊνών και mRNA - από τα κύτταρα, χωρίς να αφαιρέσουν ή να βλάψουν τον ιστό.
Στη συνέχεια, το αποτύπωμα του ιστού αναλύεται με τη χρήση φασματομετρίας μάζας και τεχνητής νοημοσύνης, παρέχοντας στις ομάδες υγειονομικής περίθαλψης λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την ύπαρξη όγκου, την ανταπόκρισή του στη θεραπεία και την εξέλιξη της νόσου σε κυτταρικό επίπεδο.
Ο Δρ Chiappini δήλωσε: «Αυτή η προσέγγιση παρέχει πολυδιάστατες μοριακές πληροφορίες από διαφορετικούς τύπους κυττάρων εντός του ίδιου ιστού. Οι παραδοσιακές βιοψίες απλά δεν μπορούν να το κάνουν αυτό.
Και επειδή η διαδικασία δεν καταστρέφει τον ιστό, μπορούμε να λαμβάνουμε δείγματα από τον ίδιο ιστό πολλές φορές, κάτι που ήταν αδύνατο στο παρελθόν».
Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια εγκεφαλικών επεμβάσεων για να βοηθήσει τους χειρουργούς να λαμβάνουν ταχύτερες και ακριβέστερες αποφάσεις. Για παράδειγμα, εφαρμόζοντας το έμπλαστρο σε μια ύποπτη περιοχή, θα μπορούσαν να ληφθούν αποτελέσματα εντός 20 λεπτών και να καθοδηγήσουν σε πραγματικό χρόνο τις αποφάσεις σχετικά με την αφαίρεση καρκινικού ιστού.
Κατασκευασμένες με τις ίδιες τεχνικές κατασκευής των τσιπ υπολογιστών, οι νανοβελόνες μπορούν να ενσωματωθούν σε κοινές ιατρικές συσκευές, όπως επίδεσμοι, ενδοσκόπια και φακοί επαφής.
