Тим од канадски истражувачи разви нов начин за откривање на меланоми пред ракот да стане видлив на кожата, што потенцијално им дава на лекарите критична предност против една од најсмртоносните форми на рак на кожа.
Експерименталната платформа, наречена SMEAR-ULM, идентификува мали промени во топлината произведени од тумори во рана фаза користејќи комбинација од микроигли, наночестички и ултрабрзо снимање. Истражувачите велат дека системот открил микромеланоми само четири дена откако се формирале во лабораториски модели, многу порано отколку што можат да ги откријат конвенционалните системи за термичко снимање.
Стапките на преживување на меланомот драматично се подобруваат кога лекарите рано ја откриваат болеста. Проблемот е што најмалите тумори често се мешаат со нормална кожа за време на рутински прегледи. Тековната дијагноза сè уште зависи во голема мера од визуелните проверки проследени со биопсии. Тој процес може да ги пропушти агресивните лезии во нивните најрани фази или да доведе до непотребни процедури за безопасни дамки.
Канадските истражувачи се фокусирале на топлината, нешто што туморите природно го произведуваат. Клетките на ракот согоруваат енергија побрзо од здравото ткиво. Таа метаболичка активност создава суптилни температурни разлики низ површината на кожата. Научниците го знаат ефектот со години, но постојните термални камери немаат прецизност потребна за да го претворат во сигурна дијагностичка алатка.
SMEAR-ULM ја менува таа равенка.
„Нашата цел е да обезбедиме минимално инвазивна алатка за откривање на многу мали, но сепак агресивни меланоми“, рече Џинјанг Лианг, специјализиран за ултрабрзо снимање и биофотоника. Лианг вели дека многу опасни меланоми остануваат премногу мали за визуелен скрининг, оставајќи ги пациентите изложени на рак кој продолжува да расте незабележано.
Системот работи преку мала површина од безболни микроигли поставени на кожата. Тие игли нанесуваат ретки земјени наночестички веднаш под површината, создавајќи она што истражувачите го опишуваат како привремена „паметна тетоважа“.
Честичките дејствуваат како микроскопски сензори за температура. Кога истражувачите насочуваат светлина во близина на инфрацрвено зрачење врз кожата, наночестичките емитуваат видлива светлина. Времетраењето на тој сјај се менува во зависност од локалната температура. SMEAR-ULM потоа го фаќа одговорот во една ултрабрза снимка и ја претвора во детална термална мапа.
Традиционалните системи за снимање со микроигли честопати бараат повторени скенирања, што ги прави тешки за употреба во живо ткиво. Конвенционалното инфрацрвено снимање, исто така, се бори со заматена резолуција и шум на сликата. Повеќето термички системи откриваат само тумори поголеми од пет милиметри, доволно големи за лекарите веќе да ги забележат за време на преглед.
Истражувачите велат дека SMEAR-ULM далеку ја надминува таа граница.
„Ги фаќаме сите потребни информации за моментална мапа на температурата во еден кадар“, рече Јингминг Лаи. Тој рече дека методот останува стабилен дури и под сложени in vivo услови.
Студијата користела модели на глувци дизајнирани со генетски мутации слични на човечкиот меланом. Според истражувачите, резултатите сугерираат дека платформата на крајот би можела да се движи кон клиничко тестирање кај луѓе.
„Иако оваа студија е спроведена кај глувци, овој животински модел ги реплицира генетските промени забележани кај човечките меланоми“, рече Силвен Мелош.
Тимот верува дека технологијата на крајот би можела да се прошири надвор од откривањето на рак. Идните верзии може да следат други биолошки сигнали, вклучувајќи ги нивоата на pH и концентрациите на јони, отворајќи ја вратата за пошироки апликации за биомедицинско снимање. Засега, нивната иновација се фокусира на една цел: откривање на смртоносен рак на кожата пред човечкото око воопшто да може.
Научниците од Institut national de la recherche scientifique, работеле заедно со истражувачите од Универзитетот во Монтреал, а резултатите се објавени во Nature Sensors.
(Interesting Engineering)
(фото: VIDA Dermatology)
