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

Ураган у Аргентині призвів до обвалу даху спортклубу і загибелі 13 осіб

У місті Баїя-Бланка, Аргентина, наслідком сильного урагану обвалився дах спортивного клубу Bahiense del Norte, призводячи до загибелі щонайменше 13 людей. За інформацією місцевих ЗМІ, в момент урагану у спортклубі проводилися змагання з катання на ковзанах. “На жаль, служба екстреної допомоги підтверджує смерть 13 людей у клубі Bahiense del Norte”, – повідомляє муніципалітет. Рятувальники працюють на […]

Макрон змінив тон щодо України, щоб повернути Франції престиж

Президент Франції Еммануель Макрон змінив тон щодо України, відчайдушно бажаючи повернути Парижу престиж на світовій арені, пише The Telegraph. До перетворення “голуба” на “яструба” його підштовхнули внутрішньополітичні причини, включно з конкуренцією з Німеччиною. Як зазначають джерела, Німеччина порушила “джентльменську угоду” про франко-німецьку співпрацю, за якою Берлін має відігравати роль економічного лідера Європи, а Франція – […]

Суд відхилив заставу Трампа на $175 млн: що тепер чекає на колишнього голову Білого дому

Верховний суд штату Нью-Йорк відхилив подані Дональдом Трампом документи про заставу на суму $175 млн у справі про цивільне шахрайство через відсутність поточного фінансового звіту політика. ЗМІ повідомило, що в електронній системі подання документів суду зазначено, що “облігація/зобов’язання” Трампа було “повернено на виправлення”, оскільки суд вимагає поточний звіт та довіреність. Нагадаємо, 25 березня Дональд Трамп […]

Нарешті можна довіряти випадковості — і це завдяки квантовій фізиці

Американські вчені створили систему, що дозволяє генерувати по-справжньому випадкові числа, які не можна підробити або зламати. Її основа — квантова заплутаність у поєднанні з ланцюжками хешів, і це може революціонізувати сферу цифрової безпеки, виборчих процедур і навіть боротьбу з корупцією. Генератори випадкових чисел використовуються у: шифруванні даних, кібербезпеці, створенні чесних алгоритмів (наприклад, добору присяжних), наукових […]

Трамп висунув Україні ультиматум на 500 мільярдів доларів

Президент США Дональд Трамп заявив, що Україні потрібно підписати угоду на 500 мільярдів доларів щодо доступу до корисних копалин, інакше країна зіткнеться з серйозними проблемами. Це він озвучив під час зустрічі з журналістами в Овальному кабінеті 21 лютого. За словами Трампа, США сподіваються на укладення угоди в найближчому майбутньому, оцінюючи її на суму від 400 […]

Історичний момент у США: присяга мера Нью-Йорка на Корані

Уперше в історії Нью-Йорка новообраний мер міста склав присягу на Корані. 34-річний Зогран Мамдані, який є мусульманином, обрав для церемонії священну книгу ісламу замість традиційної Біблії. Про це в четвер, 1 січня, повідомило агентство Associated Press. У США державні службовці можуть складати присягу на релігійному тексті тієї віри, до якої вони належать. Найчастіше використовується Біблія, […]

Northrop Grumman отримає до $7 млрд на розширення можливостей 20 ядерних бомбардувальників B-2 Spirit вартістю понад $2,1 млрд

Військово-повітряні сили США вкладають мільярди доларів у технічне обслуговування та розширення можливостей стратегічних бомбардувальників B-2 Spirit. Northrop Grumman отримала контракт на суму до $7 млрд. Цю інформацію оприлюднило Міністерство оборони США. Ймовірно, це буде останній контракт у рамках програми легендарних бомбардувальників, оскільки його виконання заплановано до 2029 року, а з початку 2030-х років ВПС США […]

США затвердили продаж Україні ракет HAWK і обладнання для Bradley на $322 мільйони

Уряд Сполучених Штатів Америки затвердив новий пакет оборонної підтримки для України на загальну суму 322 мільйони доларів. Йдеться про продаж зенітно-ракетних комплексів HAWK Phase III та обладнання для бойових машин піхоти Bradley. Про це 23 липня повідомило Агентство з питань співробітництва в галузі оборони та безпеки США. У Пентагоні підкреслили, що це рішення не матиме […]