Μια επαναστατική εξέλιξη στον τομέα της ιατρικής διάγνωσης υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο εντοπίζονται και παρακολουθούνται σοβαρές ασθένειες όπως ο καρκίνος και το Αλτσχάιμερ. Ερευνητές από το King’s College London ανέπτυξαν ένα μικροσκοπικό επίθεμα με νανοβελόνες, το οποίο προσφέρει μια ανώδυνη και ελάχιστα παρεμβατική εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές βιοψίες.
Οι βιοψίες είναι από τις πιο συχνές ιατρικές διαδικασίες παγκοσμίως και εκτελούνται εκατομμύρια φορές τον χρόνο για τη διάγνωση ασθενειών. Ωστόσο, πρόκειται για επεμβατικές μεθόδους που συχνά προκαλούν πόνο, ενέχουν κινδύνους επιπλοκών και πολλές φορές αποθαρρύνουν τους ασθενείς από το να αναζητήσουν έγκαιρη διάγνωση ή να υποβληθούν σε επαναληπτικούς ελέγχους. Επιπλέον, οι παραδοσιακές βιοψίες αφαιρούν μικρά τμήματα ιστού, κάτι που περιορίζει τη δυνατότητα συνεχούς ή λεπτομερούς παρακολούθησης της κατάστασης ενός οργάνου.
Η ομάδα του Dr Ciro Chiappini προσφέρει μια λύση με τη μορφή ενός επιθέματος καλυμμένου με δεκάδες εκατομμύρια νανοβελόνες. Αυτές οι βελόνες είναι 1000 φορές λεπτότερες από μια ανθρώπινη τρίχα και έχουν τη δυνατότητα να συλλέγουν μοριακά δεδομένα απευθείας από τους ιστούς, χωρίς να τους αφαιρούν ή να τους καταστρέφουν. Το αποτέλεσμα είναι μια διαδικασία σχεδόν ανώδυνη, χωρίς καμία βλάβη στον ασθενή, χαρακτηριστικά που μπορούν να επιτρέψουν έγκαιρη διάγνωση και συχνότερη παρακολούθηση της εξέλιξης μιας ασθένειας.
«Εργαζόμαστε πάνω στις νανοβελόνες εδώ και δώδεκα χρόνια, αλλά αυτή είναι η πιο συναρπαστική μας πρόοδος μέχρι σήμερα», δήλωσε ο Dr Chiappini, με αφορμή τη δημοσίευση της έρευνας στο περιοδικό Nature Nanotechnology. «Ανοίγονται εντελώς νέοι δρόμοι, ιδιαίτερα για ασθενείς με όγκους στον εγκέφαλο ή με νόσο Αλτσχάιμερ, καθώς και για την προώθηση της εξατομικευμένης ιατρικής».
Η λειτουργία της τεχνολογίας έχει ήδη δοκιμαστεί σε προκλινικά μοντέλα. Οι ερευνητές εφάρμοσαν το επίθεμα σε ιστούς από όγκους εγκεφάλου, τόσο από ανθρώπινες βιοψίες όσο και από πειραματικά μοντέλα ποντικιών. Οι νανοβελόνες κατάφεραν να εξάγουν μοριακά «δακτυλικά αποτυπώματα» από τα κύτταρα, μεταξύ άλλων, λιπίδια, πρωτεΐνες και mRNA, χωρίς να αφαιρέσουν ή να καταστρέψουν τον ιστό.
Αυτά τα μοριακά δεδομένα αναλύονται στη συνέχεια με φασματομετρία μαζών και τεχνητή νοημοσύνη, προσφέροντας στους γιατρούς λεπτομερή εικόνα για το αν υπάρχει όγκος, πώς ανταποκρίνεται στη θεραπεία και πώς εξελίσσεται η ασθένεια σε κυτταρικό επίπεδο.
«Η μέθοδός μας προσφέρει πολυδιάστατη μοριακή πληροφόρηση από διαφορετικά είδη κυττάρων μέσα στον ίδιο ιστό — κάτι που οι παραδοσιακές βιοψίες αδυνατούν να κάνουν», τονίζει ο Dr Chiappini. «Και επειδή η διαδικασία δεν καταστρέφει τον ιστό, μπορούμε να πάρουμε δείγματα από το ίδιο σημείο πολλές φορές, κάτι που μέχρι τώρα ήταν αδύνατο».
Η συγκεκριμένη τεχνολογία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ακόμα και κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων, προσφέροντας στους χειρουργούς δυνατότητα λήψης αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο. Εφαρμόζοντας το επίθεμα σε ύποπτες περιοχές, μπορούν να λάβουν αποτελέσματα μέσα σε μόλις 20 λεπτά και να καθορίσουν αν θα αφαιρέσουν ή όχι τον εκάστοτε ιστό.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το υλικό κατασκευάζεται με τεχνολογίες παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία των μικροεπεξεργαστών. Αυτό σημαίνει ότι οι νανοβελόνες μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν σε ιατρικές συσκευές όπως επιθέματα, ενδοσκόπια ή ακόμη και φακούς επαφής.
Όπως υπογράμμισε και ο Dr Chippani, «αυτό θα μπορούσε να σηματοδοτήσει το τέλος των επώδυνων βιοψιών. Η τεχνολογία μας ανοίγει νέους δρόμους για ασφαλέστερη, πιο ανώδυνη διάγνωση και παρακολούθηση, βοηθώντας γιατρούς και ασθενείς να παίρνουν καλύτερες και ταχύτερες αποφάσεις».
Η ερευνητική αυτή επιτυχία βασίστηκε σε μια στενή συνεργασία μεταξύ διαφορετικών επιστημονικών πεδίων, όπως η νανομηχανική, η κλινική ογκολογία, η κυτταρική βιολογία και η τεχνητή νοημοσύνη. Η σύμπραξη αυτή απέφερε ένα νέο, μη επεμβατικό εργαλείο διάγνωσης, που μπορεί στο μέλλον να αναβαθμίσει ουσιαστικά την ποιότητα φροντίδας σε παγκόσμιο επίπεδο.
[via]
