Пластырь с наноиглами — безболезненная альтернатива традиционной биопсии при раке

Учёные разработали пластырь, содержащий десятки миллионов микроскопических наноигл, который в будущем может заменить традиционную биопсию. Это безболезненный и менее инвазивный метод для миллионов пациентов, ежегодно проходящих биопсию для выявления и мониторинга таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера. Исследование опубликовано в Nature Nanotechnology.

Биопсия — одна из самых распространённых диагностических процедур в мире, но она инвазивна, может вызывать боль и осложнения, а также отпугивать пациентов от ранней диагностики. Традиционная биопсия удаляет фрагменты ткани, что ограничивает частоту и глубину анализа.

Учёные из Королевского колледжа Лондона создали пластырь с наноиглами, который безболезненно собирает молекулярную информацию из тканей, не удаляя и не повреждая их. Это позволит проводить многократный мониторинг заболевания в реальном времени с одного участка.

Наноиглы в 1000 раз тоньше человеческого волоса и не удаляют ткань, поэтому не причиняют боли или повреждений. Это может привести к более ранней диагностике и регулярному мониторингу.

«Это наше самое значительное достижение за 12 лет работы с наноиглами. Оно открывает новые возможности для пациентов с раком мозга, болезнью Альцгеймера и для персонализированной медицины», — говорит руководитель исследования доктор Сиро Кьяппини.

В доклинических испытаниях пластырь наносили на ткань опухоли мозга человека и мыши. Наноиглы извлекали молекулярные «отпечатки» — липиды, белки и мРНК — без повреждения ткани.

Полученный отпечаток ткани анализируют с помощью масс-спектрометрии и искусственного интеллекта, что даёт подробную информацию о наличии опухоли, её реакции на лечение и прогрессировании болезни на клеточном уровне.

«Этот подход предоставляет многомерную молекулярную информацию из разных типов клеток в одной ткани. Традиционная биопсия на это не способна. А поскольку ткань не разрушается, мы можем брать образцы многократно», — поясняет доктор Кьяппини.

Технология может использоваться во время операции на мозге для быстрого принятия решений хирургом: нанеся пластырь на подозрительный участок, результат можно получить в течение 20 минут.

Наноиглы изготовлены по технологиям производства компьютерных чипов и могут быть интегрированы в медицинские устройства: повязки, эндоскопы и контактные линзы.

«Это может стать началом конца болезненных биопсий. Наша технология открывает новые пути для безопасной и безболезненной диагностики», — добавляет доктор Кьяппини.

Прорыв стал возможен благодаря сотрудничеству специалистов в области наноинженерии, клинической онкологии, клеточной биологии и искусственного интеллекта.