Chip ανιχνεύει τον καρκίνο

Φυσικοί και βιοχημικοί του πανεπιστημίου του Κάσελ στην Γερμανία έφτιαξαν μια νέου τύπου τεχνολογική πλατφόρμα που με την βοήθεια των "μορίων σύλληψης" θα μπορεί να αναλύει σε έναν αισθητήρα την ύπαρξη κακοήθους όγκου από το αίμα ή τμήματα ιστού. Οι επιστήμονες έχουν ήδη υποβάλλει αίτηση για χορήγηση ευρωπαϊκού διπλώματος ευρεσιτεχνίας. Οι βιοδείκτες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ανίχνευση καρκίνων.

Πρόκειται συγκεκριμένα για βιομόρια που υποδεικνύουν την παρουσία ενός κακοήθους όγκου, όταν υπάρχουν σε ορισμένη ποσότητα. Σε αυτά περιλαμβάνονται για παράδειγμα, η πρωτεΐνη HER2, που υποδεικνύει ορισμένους τύπους καρκίνου του μαστού, και η επιφανειακή πρωτεΐνη EpCAM, η οποία εμφανίζεται σε επιθηλιωματικά βασικοκυτταρικά καρκινώματα. Με την βοήθεια των αντισωμάτων, τα μόρια αυτά μπορούν πλέον να ανιχνευθούν. Η όλη διαδικασία όμως είναι χρονοβόρα και δαπανηρή και η ανάλυση των δειγμάτων πραγματοποιείται σε μεγάλα εργαστήρια.

Η νέα ανακάλυψη του Πανεπιστημίου του Κάσελ κάνει τα πράγματα ευκολότερα. Οι επιστήμονες θέλουν τώρα να τοποθετήσουν σε ένα μόλις δύο εκατοστών με μπαταρία τροφοδοτούμενο διαγνωστικό τσιπ την νέα τεχνολογική πλατφόρμα. H νέα αυτή ανακάλυψη ακολουθεί την εξής διαδικασία: Αρχικά δημιουργούνται εργαστηριακά τα «μόρια σύλληψης» τα επονομαζόμενα DARpins, ισχυρές πρωτεΐνες ικανές να δεσμεύσουν τους καρκινικούς βιοδείκτες. Ταυτόχρονα έχουν αναπτύξει το σύστημα μεταφοράς που συμβάλλει στο να μεταφερθεί επαρκές προς ανάλυση υλικό από το εξεταζόμενο υγρό του σώματος προς τον αισθητήρα. Αυτή ακριβώς η μεταφορά αποτελεί πρόκληση για τους επιστήμονες, μιας και οι βιοδείκτες δεν είναι κατανεμημένοι ομοιόμορφα αλλά τυχαία στο αίμα.

Την ίδια στιγμή μάλιστα, ένα άλλο πλήθος πρωτεινών προκαλεί «θόρυβο» που καλύπτει το σήμα των προς αναζήτησιν βιοδεικτών. Επιπλέον, μαγνητικά σωματίδια συγκολλούνται επειδή προσελκύουν το ένα το άλλο. Τα τρία αυτά προβλήματα όμως λύθηκαν με τον επονομαζόμενο υπερπαραμαγνητισμό, με τον οποίο ελέγχεται η μεταβαλλόμενη μαγνητική ευθυγράμμιση των σωματιδίων και αποφεύγεται η συσσωμάτωση. Τα κινούμενα σωματίδια βοηθούν στον στροβιλισμό του προς ανάλυση υγρού, διευκολύνοντας κατ΄αυτόν τον τρόπο την δέσμευση των βιοδεικτών στα μόρια σύλληψης. Τέλος, στοιβαγμένες λεπτές στρώσεις από μερικώς μαγνητισμένο υλικό συμβάλλουν στην δημιουργία μαγνητικού πεδίου που κατευθύνει ομοιόμορφα προς την επιφάνεια του αισθητήρα ως κονβόι τα προς εξέτασιν σωματίδια.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες απαιτούνται μεγάλες επενδύσεις για την δημιουργία του πρωτοτύπου. Οι ερευνητές έχουν κάνει αίτηση για χρηματοδότηση του όλου σχεδίου μέσω του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος «Personalising health and care» (PHC10), που στοχεύει στην ανάπτυξη νέων διαγνωστικών μεθόδων και συσκευών.