У вас рак? Моча на эту крошечную, дешевую полоску может сказать вам
На выставке CES в этом году финский бренд Withings представил U-Scan , устройство в форме шайбы, которое подвешивается к унитазу для сканирования мочи на наличие кетонов и уровня гидратации. Ученые хотят получить гораздо больше медицинской информации из вашего образца мочи, чем просто то, сколько воды вы выпили в течение дня, не выходя из дома.
Эксперты из Медицинской школы Университета Кён Хи и Корейского института материаловедения разработали то, что они называют датчиком мочи в виде полоски, который можно использовать для выявления признаков рака поджелудочной железы и рака простаты. Согласно исследованию , датчик усиливает световые сигналы от целевых метаболитов в вашем образце. Другими словами, пописав на полоску, можно обнаружить возможный диагноз рака.
Почему моча является ключом к скринингу рака
Самым большим преимуществом является снижение стоимости скрининга рака. Команда говорит, что стоимость производства каждой полоски для диагностики рака составляет всего 100 южнокорейских вон, что примерно соответствует менее 8 центов за полоску. Кроме того, команда также работает над настройкой датчика, чтобы он мог идентифицировать больше типов рака, поражающих кишечник и легкие.
Основная идея здесь заключается в том, что когда раковые клетки растут, они подвергаются другому типу метаболического перепрограммирования, чтобы погасить их высокую потребность в энергетических пакетах внутри тела. Это потому, что эти клетки способны к бесконечным циклам клеточного деления для их неконтролируемого роста. При этом они выделяют метаболиты, такие как пируваты.
Что делает биосенсор, так это облучает метаболиты и усиливает их оптический сигнал более чем в миллиард раз. «Тестовое устройство изготовлено в виде полоски, чтобы можно было быстро и с высокой чувствительностью диагностировать рак в полевых условиях», — говорят в команде. Для теста биосенсору требуется всего около 10 микролитров образца мочи.
Когда эти целевые метаболиты оптически усиливаются на поверхности сенсора, они образуют то, что ученые называют «коралловидным плазмонным наноматериалом на пористой бумаге». Именно так происходит диагностика рака с некоторой помощью алгоритмов искусственного интеллекта для целей анализа. Примечательно, что датчик имел 99-процентную вероятность отличить мочу здорового человека от мочи людей, страдающих раком поджелудочной железы и простаты.
Есть два ключевых преимущества сенсорного прорыва. Во-первых, его можно легко развернуть в полевых условиях для быстрого досмотра. Во-вторых, это сделает скрининг рака намного менее обременительным и потенциально более дешевым для людей. Многие люди пытаются отследить начало рака с помощью ежегодных медицинских осмотров, но развитие рака часто выявляется поздно, что повышает риск несвоевременного лечения или смерти.
Как носимые устройства также могут помочь обнаружить рак
В области диагностики рака прямо сейчас происходит революция, которая делает диагностическую часть намного более удобной. Эксперты из Стэнфорда несколько лет назад разработали растягиваемое устройство под названием «Гибкий автономный датчик для измерения опухолей» (FAST), которое может отслеживать активность опухоли и автоматически передавать показания на ваш смартфон через приложение.
В 2021 году сотрудники Городского университета Гонконга создали крошечное носимое устройство, которое анализирует жесткость тканей человека для поиска признаков опухолей и других кожных заболеваний. В январе прошлого года в Великобритании началось исследование под названием EMBRaCE (Enhanced Monitoring for Better Recovery and Cancer Experience), которое основано на коммерчески доступных гаджетах, таких как смарт-кольцо и Withings ScanWatch , и охватывает пациентов с раком крови, легких и колоректальным раком. .
А в 2019 году ученые Мичиганского университета разработали носимое устройство, способное «фильтровать» кровь для поиска биомаркеров рака. Другая команда из Мемориального онкологического центра имени Слоуна-Кеттеринга создала носимое устройство в стиле Fitbit, которое выполняет оптическое биосенсорное исследование для поиска биомаркеров, связанных с раком, в крови и тканях кожи.