Корейські вчені створили сенсор, що виявляє рак за 20 хвилин

Команда вчених з Корейського інституту матеріалознавства (KIMS) розробила оптичний біосенсор, здатний виявляти пов’язану з раком ДНК у крові менш ніж за 20 хвилин. Цей підхід дає змогу діагностувати захворювання навіть за допомогою невеликого зразка крові, без складної обробки або тривалих лабораторних процедур.

Очолювана доктором Хо Сан Джуном, команда використала світло в поєднанні з машинним навчанням для ідентифікації метильованої ДНК — одного з ключових маркерів онкологічних процесів. Дослідження, опубліковане в журналі Advanced Science, продемонструвало точність до 99% при розрізненні пацієнтів із колоректальним раком і здорових людей. Для аналізу потрібно всього дві краплі крові.

Основою технології стала система “плазмонного молекулярного утримання” (PME), що базується на золотих наноструктурах. Вони створюють нанорозмірні зони підвищеної чутливості, які посилюють світлові сигнали в мільйон разів, дозволяючи вловити навіть наднизькі концентрації пухлинної ДНК. Біосенсор може виявити всього 25 фг/мл метильованої ДНК — що дорівнює одній 25 000-ій частині зерна цукру в краплі води. Метилювання ДНК є важливим процесом у регуляції генів. При раку воно часто змінюється: одні ділянки гіперметилюються, інші — втрачають метильні групи. Новий сенсор здатен розрізнити ці зміни, що дозволяє визначити як наявність захворювання, так і його стадію.

Клінічні випробування показали кореляцію між рівнем метилювання та прогресуванням хвороби. На першій стадії рак супроводжувався рівнем метилювання 14,4%, тоді як на четвертій — 11,2%. Сенсор досяг загальної чутливості 100% і специфічності 98,3%. Технологія базується на “клік-хімії” — точному молекулярному з’єднанні, яке не змінює генетичну структуру клітин. Завдяки цьому метод обходить нормативні обмеження, пов’язані з генною модифікацією. Програма машинного навчання, що аналізує спектри світла, дозволяє сенсору виявляти хімічні зміни ДНК, зокрема глобальне гіпометилювання — характерне для онкологічних захворювань. Візуалізація підтвердила створення нанозазорів між частинками золота, які формують локальні електричні поля та підсилюють сигнал у точках контакту з ДНК. Аналіз із застосуванням спектроскопії втрати енергії електронів підтвердив точність розміщення ДНК у зонах посиленого сигналу. Сенсор працює швидко, без потреби в спеціальному обладнанні, і має потенціал для використання не лише в лабораторіях, а й у клініках або вдома. Вчені вважають, що ця технологія може стати основою для масового раннього скринінгу раку, моніторингу перебігу хвороби та оцінки ефективності лікування.

Хоча метод було протестовано переважно на колоректальному раку, дослідники вже готуються адаптувати його до виявлення інших онкологічних і епігенетичних захворювань.

Поділитися:

АКТУАЛЬНО

ЦІКАВЕ ЗА ТЕМОЮ
У ФОКУСІ

Чому плакати інколи корисно

Сльози – це природний механізм, який допомагає зняти нервову напругу та вивільнити негативні емоції. Однак, якщо для жінок плач вважається цілком прийнятною реакцією на стрес, то чоловіки часто змушені стримувати емоції через суспільні стереотипи. У суспільстві існує уявлення, що чоловік повинен залишатися стриманим у будь-якій ситуації, а плач – це нібито прояв слабкості. Через це […]

Вчені виявили зміни в очах після вакцинації від COVID-19

Нове наукове дослідження показало, що вакцина Pfizer-BioNTech від COVID-19 може впливати на стан рогівки — прозорої частини ока, яка відповідає за заломлення світла. Роботу було опубліковано в журналі Ophthalmic Epidemiology, що спеціалізується на дослідженнях у галузі зору та здоров’я очей. У межах дослідження вчені провели обстеження 128 очей у 64 пацієнтів. Інтервал між обстеженням до […]

Легенда Реала Серхіо Рамос продовжить кар’єру в Мексиці

Легендарний іспанський захисник Серхіо Рамос продовжить свою футбольну кар’єру в Мексиці, підписавши контракт з клубом Монтеррей. 38-річний колишній капітан мадридського Реала приєднався до мексиканської команди як вільний агент. Контракт між Рамосом та Монтерреєм розрахований на один рік, і футболіст отримав номер 93, що є символічним жестом на честь його гола за Реал у фіналі Ліги […]

В Африці виявили «невидиме золото» вартістю до 24 мільярдів доларів

На басейні Вітватерсранд в Африці може знаходитися значна кількість «невидимого золота», приблизна вартість якого становить 24 мільярди доларів. Вітватерсранд став епіцентром «золотої лихоманки» у XIX столітті, коли видобуток золота тут був особливо прибутковим і сприяв заснуванню міста Йоганнесбург. Приблизно 40% всього золота, видобутого на Землі, було отримано саме тут. Процес видобутку залишив значну кількість відходів, […]

Укрзалізниця планує відновити онлайн-продаж квитків найближчим часом

Укрзалізниця повідомила, що онлайн-продаж квитків буде відновлений найближчим часом, хоча точну дату відновлення не було оголошено. Наразі продаж квитків триває тільки в касах, але компанія активно працює над відновленням онлайн-сервісів, щоб пасажири могли купувати квитки через мобільний додаток або сайт, як це було раніше. Про це заявив голова правління Укрзалізниці Олександр Перцовський в ефірі телевізійного […]

Кім Чен Ин нарощує виробництво та використання безпілотників

Лідер Північної Кореї Кім Чен Ин ухвалив рішення значно збільшити виробництво та використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) в армії країни. Цей крок є частиною ширшої стратегії посилення військових можливостей КНДР, спрямованої на покращення тактичного застосування дронів як на землі, так і під водою. Випробування нових моделей БПЛА За даними агентства Reuters, Кім Чен Ин відвідав […]

Кремль відмовився оприлюднити умови припинення вогню

Російська сторона поки що не має наміру розкривати, які умови припинення бойових дій в Україні вона передбачає у своєму проєкті меморандуму. Про це заявив речник Кремля Дмитро Пєсков під час брифінгу 29 травня. За його словами, всі переговори повинні вестися не публічно, а у закритому форматі, тому Москва не обговорюватиме зміст документів у відкритому доступі. […]

Ефективні способи релаксації для забезпечення психічного здоров’я

Збереження психічного здоров’я стає надзвичайно актуальним завданням у сучасному світі. Для зменшення стресу та покращення емоційного стану використовуються різноманітні методи релаксації. Медитація: Зосередження на диханні та внутрішньому стані допомагає знизити рівень стресу і покращити психічне здоров’я. Йога: Комбінація фізичних вправ, дихальних технік та медитації сприяє розслабленню тіла і розуму. Ароматерапія: Використання ефірних олій, таких як […]