Chemický nos odhalí rakovinu

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 18. září 2009

Napsal Vlasta Stancová

Vědci z University of Massachusetts Amherst přišli na nový způsob diagnostiky rakoviny. Vytvořili revoluční zařízení, tzv. „chemický nos“, který nejenže dokáže spolehlivě odlišit zdravé buňky od rakovinných, ale dokonce rozpozná i primární nádorové buňky od nebezpečnějších metastázových. Metastázové nádorové buňky mají tendenci přemísťovat se, rozšiřují rakovinu z původně postiženého místa tumorem do dalších částí těla pomocí krve či lymfy.

Chemický a lidský nos

Chemik Vincent Rotello přirovnává princip fungování chemického nosu k lidskému. Sliznice lidského nosu je tvořena stovkami specifických receptorů, které vážou tisíce různých látek rozpuštěných ve vzduchu. Receptory posílají zprávy o látkách do mozku, kde dochází k vyhodnocení informací a rozpoznání, o jaký pach jde. Receptory sliznice v kombinaci s rozpoznávací schopností mozku tvoří neuvěřitelně citlivý mechanismus pro rozlišování jemných rozdílů. Čichem lehce poznáme například kazící se maso, ve kterém se rozmnožily bakterie. Chemický nos má obdobnou schopnost – stejným způsobem dokáže rozpoznat rakovinu.

Zlato a polymery

Základní stavební části chemického nosu tvoří tři zlaté nanočástice navázané na polymer PPE neboli parafenylenethylen. Nanočástice mají afinitu (jsou přitahovány) k povrchu chemicky abnormálních buněk. Při kultivaci lidských buněk v roztoku s komplexem nanočástic a PPE dochází k navázání některých buněk na nanočástice, čímž se uvolní PPE z vazby a začne zářit. PPE slouží jako kontrolka na palubní desce v automobilu, za určitých okolností září, a tím podává důležitou informaci umožňující identifikaci buněk. Na návrhu vlastního zařízení se podíleli také vědci z Georgia Institute of Technology.

Chemický nos nás upozorní, pokud není něco v pořádku, rozpozná přítomnost abnormálních buněk. Lékaři by ho mohli používat při prevenci agresivních typů rakovin, u kterých je co nejranější diagnostika stěžejní.

Choulostivá diagnostika

Zjišťování rakoviny prostřednictvím biomarkerů umístěných na buněčném povrchu v současné době funguje na principu známém jako „pravidlo zámku a klíče“. Nevýhodou této metody je nutná znalost biomarkerů. Biomarkery jsou molekuly, z jejichž přítomnosti můžeme usuzovat na vlastnosti zkoumané buňky. Rakovinná buňka má na svém povrchu stejné biomarkery jako zdravé buňky, ale v rozdílné koncentraci. Jde o velmi malý rozdíl, který může být velmi obtížně zjistitelný.

Článek popisující metodu odhalování rakoviny pomocí chemického nosu se objevil letos v červnu v on-line vydání časopisu Proceedings of the National Academy of Science. Vědci provedli experimenty se čtyřmi typy rakovinných buněk – s buňkami rakoviny děložního čípku, jater, varlat a s buňkami rakoviny prsu. Díky nové technice je možné rozpoznat přítomnost rakovinných buněk ve vzorku a odlišit primární rakovinné buňky od metastázových. Chemický nos nezklamal ani v kontrolním experimentu na vzorcích kožních buněk myší.

Chemik Vincent Rotello má v plánu pokračovat s pokusy na zvířecích modelech, aby se prokázalo, zda chemický nos pracuje spolehlivě i v živých tkáních.

Zdroje:

• 'Chemical Nose' to Sniff Out Cancer Earlier, Improve Treatment Options. Physorg [on-line]. <http://www.physorg.com/>.
• Nanoparticle-Based "Chemical Nose" Sniffs Out Cancer Earlier To Improve Treatment Options. National Cancer Institute [on-line]. <http://nano.cancer.gov/>.
• Detection and differentiation of normal, cancerous, and metastatic cells using nanoparticle-polymer sensor arrays. Proceedings of the National Academy of Science [on-line]. <http://www.pnas.org>