Российские ученые запатентовали изобретение для диагностики онкологии на ранней стадии
Ранняя диагностика рака — один из важнейших факторов, определяющих успешность онкотерапии. Изобретение на основе нанопроводного биосенсора, с помощью которого можно будет в течение десяти минут узнать, протекают ли в организме пациента злокачественные процессы или нет, запатентовали ученые из подведомственного Минобрнауки России Института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича (ИБМХ). По словам исследователей, чувствительность нового метода к онкомаркерам на несколько порядков выше, чем у способов диагностики, которые сегодня применяются в клинической практике.
Основной причиной высокой смертности от онкологии врачи называют выявление заболевания на поздней стадии. Широко известные методы диагностики — томографическое исследование, биопсия — не всегда способны помочь заблаговременно распознать в организме пациента рак. Поэтому сегодня ученые занимаются совершенствованием способов обнаружения онкозаболеваний, стремясь объединить точность, высокую скорость и малую инвазивность.
Перспективными исследователи считают методы диагностики онкологических заболеваний с применением биосенсоров на основе нанопроводного детектора (НП-биосенсор) — они позволяют регистрировать белковые маркеры в крови пациента при низких концентрациях (<10-13 М), когда патологический процесс находится на ранней стадии развития. Кроме высокой чувствительности, эта система позволяет проводить анализ в реальном времени без использования меченых антител: они часто сигнализируют не конкретно об онкологии, а о воспалении в организме.
Ученые ИБМХ запатентовали способ ранней диагностики рака путем выявления ядрышковой РНК (snoРНК), ассоциированной с развитием онкологического заболевания. Результаты тестирования устройства при обнаружении snoРНК для трех типов рака — колоректального рака, рака предстательной железы и глиомы — показали, что разработанный метод отличается высокой чувствительностью на уровне фемто- и субфемтомолярных концентраций (10-15 М-10-16 М). Это на несколько порядков чувствительнее, чем у способов, которые сегодня используются в клинической практике для обнаружения онкологии на ранней стадии.
«Для диагностики берется кровь пациента, из нее выделяются РНК, на чип иммобилизуются зонды, комплементарные к выбранным РНК. Чип инкубируется в растворе с РНК, выделенными из крови пациента, проводится регистрация сигнала связывания ядрышковых олигонуклеотидов из крови пациента с иммобилизованным на чипе зондом этой ядрышковой РНК. Далее полученная информация обрабатывается и выделяется полезный сигнал», — пояснил принцип работы устройства Юрий Иванов, заведующий лабораторией нанобиотехнологии ИБМХ.
По словам ученого, новизна предлагаемого способа заключается в том, что «впервые используется специальный участок малой ядрышковой РНК (snoРНК), выделенный из крови пациента, который образует на поверхности чипа к нанопроволочному биосенсору, биоспецифический комплекс с комплементарной к этому участку последовательностью о-ДНК».
Работа выполняется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение». НЦМУ созданы в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Схематичное изображение основных компонентов аналитического модуля биосенсора с нанопроводным чипом. Обозначения: 1— мешалка, 2 — Pt-электрод, 3 — измерительная кювета, 4 — чип, 5 — держатель чипа, 6-электронная система.
