Przełomowe badanie. Często rak płuc bywa diagnozowany dopiero w zaawansowanym stadium choroby. Ogranicza to możliwości leczenia i zmniejsza szanse pacjenta na przeżycie. Przełomem w wykrywaniu tego nowotworu może być biosensor oparty na detekcji związku organicznego o nazwie heksanal. Opracowali go Amil Aligayev z Narodowego Centrum Badań Jądrowych i Agnieszka Jastrzębska z Politechniki Warszawskiej we współpracy z badaczami z Chin. Opracowanie niezwykle czułego biosensora do diagnozowania raka płuc z oddechu opisano na łamach prestiżowego „Chemical Engineering Journal”. Zwrócono uwagę, że wczesne i skuteczne wykrywanie tej choroby należy do największych wyzwań współczesnej onkologii.We wczesnych fazach nie daje ona charakterystycznych objawów, dlatego często rozpoznawana jest dopiero wtedy, gdy szanse na wyleczenie są niewielkie, a tym samym szanse przeżycia pacjenta.Badania obrazowe, takie jak prześwietlenie klatki piersiowej czy tomografia komputerowa, zwiększają możliwość wykrycia zmian nowotworowych, ale wciąż potrzebne są nowe metody umożliwiające rozpoznanie choroby na jej najwcześniejszym etapie.Analiza oddechuJednym z najbardziej obiecujących kierunków badań nad diagnostyką tego raka jest analiza oddechu. Odkryto, że stężenie różnych lotnych związków organicznych różni się bowiem pomiędzy osobami zdrowymi, a chorymi, więc związki te mogą służyć jako biomarkery.Naukowcy wzięli na warsztat związek organiczny o nazwie heksanal, którego poziom w powietrzu wydychanym przez chorych jest bowiem podwyższony. Ograniczeniem jest jednak to, że ten aldehyd występuje w bardzo niskim stężeniu.Polscy i chińscy naukowcy stworzyli hydrożelowy biosensor zawierający nanosześciany srebra otoczone warstwami wodorotlenku kobaltu i niklu. Sam heksanal wykrywa związek MBTH. Biosensor generuje silny sygnał ramanowski, do tego zabarwia się na charakterystyczny błękitny kolor po kontakcie z heksanalem. Zmianę można wykryć zarówno za pomocą specjalistycznych instrumentów, jak i wizualnie.Zmiany widać gołym okiem– Testy przeprowadzone na opracowanych biosensorach wykazały, że charakteryzują się one najwyższą dotychczas zaobserwowaną czułością wykrywania heksanalu – nawet na poziomie 3×10-13 M. Co więcej, zmiany można zauważyć gołym okiem przy stężeniach rzędu 10-11 M. Sensor wykazuje również wysoką selektywność, powtarzalność wyników, długoterminową stabilność oraz właściwości antybakteryjne, co czyni go odpowiednim do zastosowań praktycznych – tłumaczy dr Aligayev.Dzięki wykorzystaniu hydrożelu biosensor może być przygotowany w formie urządzenia noszonego, na przykład maseczki. W ramach badań przeprowadzono również testy na pacjentach z rakiem płuc oraz w grupie kontrolnej osób zdrowych. Wyniki wykazały wyraźne różnice zarówno w analizie spektroskopowej (SERS), jak i przy obserwacji wizualnej.– Opracowane połączenie dwóch metod pozwala na niezwykle precyzyjne wykrywanie biomarkerów raka płuc. Stworzyliśmy praktyczne, nieinwazyjne i tanie narzędzie, które może być przełomem w diagnostyce wczesnych stadiów choroby – podkreśla Jialin Li z Uniwersytetu Południowo-Wschodniego w Chinach.Naukowcy opracowali również oprogramowanie, które korzystając z kamery smartfona czy komputera analizuje zmiany barwy biosensora, osiągając przy tym skuteczność przekraczającą 95 proc.Czytaj także: Sztuczna inteligencja w medycynie. Częściej zawodzi niż pomaga