Bu yeni 'sıvı biyopsiyi' uygulamak için sadece 100 mikrolitre kan gerekiyor ve yöntem bir saat içinde en ölümcül ve en yaygın beyin tümörü türü olan glioblastoma ile ilişkili biyobelirteçleri tespit edebiliyor.
Yöntem, glioblastoma için mevcut diğer tüm testleri ve belirteçleri mükemmel doğrulukla geride bırakıyor. Prototipi geliştirenler bunun "neredeyse anahtar teslim işlevselliğe" sahip olduğunu söylüyorlar.
Bu atılım, ABD'deki Notre Dame Üniversitesi'nden bilim insanlarının öncülüğünde ABD'li ve Avustralyalı bir ekip tarafından gerçekleştirildi. Kavram kanıtı mükemmel değil, ancak teşhis için önemli bir adım.
Test, glioblastoma gibi bazı kanserlerde aşırı eksprese edilen epidermal büyüme faktörü reseptörleri (EGFR'ler) adı verilen mutasyona uğramış kan biyobelirteçlerini algılamaya dayanıyor.
Bu kan biyobelirteçleri, orijinal hücrelerinden proteinler, lipitler ve genetik materyal içeren küçük paketler olan hücre dışı veziküllerin içinde bulunur.
Notre Dame'dan biyomoleküler mühendis Hsueh-Chia Chang, "Hücre dışı veziküller veya eksozomlar, hücreler tarafından salgılanan benzersiz nanopartiküllerdir" diye açıklıyor.
"Büyüktürler – bir molekülden 10 ila 50 kat daha büyüktürler – ve zayıf bir yüke sahiptirler. Teknolojimiz bu nanopartiküller için özel olarak tasarlandı ve onların özelliklerini avantajımıza çevirdi."
Araştırmacılar, kanserli tümör hücrelerinden salınan molekülleri tespit etmek için, aşırı duyarlı bir biyoçipi işlenmemiş bir kan plazması örneğinde yıkadılar.
Bu çipin maliyeti 2 ABD dolarından daha az ve tükenmez kalemdeki bir top büyüklüğünde küçük bir sensörle donatılmış. Önemli arayüz, mutasyona uğramış EGFR'leri taşıyan eksozomlara çekilen antikorlar içerir.
Bu EGFR'ler biyoçipe bağlandığında, plazma çözeltisinde bir voltaj değişikliği meydana gelir ve yüksek bir negatif yükü tetikler. Bu da olası bir kanserin göstergesidir.
Deneylerde biyoçip, 20 glioblastoma hastasından ve 10 sağlıklı bireyden alınan klinik kan örnekleri üzerinde test edildi. Her test için bir çip kullanıldı.
Sonuçta sıvı biyopsi, kanser biyobelirteçlerinin varlığını mükemmel bir doğrulukla ve çok düşük bir p değeriyle tespit ederek testin yüksek oranda tekrarlanabilir olduğunu gösterdi.
Notre Dame'dan biyomoleküler mühendis Satyajyoti Senapati, "Elektrokinetik sensörümüz, diğer teşhis cihazlarının yapamadığı şeyleri yapmamızı sağlıyor," diye açıklıyor.
"Hücre dışı vezikülleri izole etmek için herhangi bir ön işlem yapmadan doğrudan kan yükleyebiliyoruz çünkü sensörümüz diğer partiküllerden veya moleküllerden etkilenmiyor. Düşük gürültü gösteriyor ve hastalık tespiti için bizimkini diğer teknolojilerden daha hassas hale getiriyor."
Senapati ve meslektaşları, deneylerde biyoçipin yüzde 0,01 kadar düşük olsa bile eksozom konsantrasyonlarını doğru bir şekilde tespit edip ölçebildiğini söylüyor.
Ekip, bunun sadece beyin kanseri için değil, kanser araştırmaları, biyobelirteç keşfi ve hastalık takibi için de "büyük etkileri" olabileceğini savunuyor.
Ancak hala çözülmesi gereken bazı pürüzler var.
Mutasyona uğramış EGFR'ler sadece glioblastomlarla bağlantılı değildir. Kolorektal kanserler gibi diğer hastalıklarla da bağlantılıdırlar.
Yazarlar, "Bu nedenle, böyle bir EGFR aktif ve toplam imzası, spesifik olarak glioblastom varlığını göstermeyebilir" diye yazıyor.
"Benzer şekilde, glioblastomlu hastalarda EGFR amplifiye veya mutasyona uğramış olabilir ancak hastalığın EGFR kaynaklı olmayan formları da olabilir."
Bu da testin tüm potansiyel glioblastom vakalarını teşhis edemeyeceği anlamına geliyor. Ayrıca bir kişinin ne tür bir kansere sahip olduğunu, vücudunun neresinde bulunduğunu veya hastalığın hangi aşamaya geldiğini kesin olarak söyleyemez.
Ekip, daha spesifik bir test oluşturmak için, kanlarındaki hangi biyobelirteçlerin onları diğerlerinden ayırdığını anlamak üzere daha büyük glioblastoma hastası kohortlarını analiz etmeleri gerektiğini söylüyor.
Araştırmacılar, "Mevcut tanı platformu, farklı aşamalardaki farklı kanserler için spesifik profiller oluşturmak üzere geniş bir kanser hastası kohortundan tedavi edilmemiş plazmanın bu tür geniş kütüphaneli testleri için ölçeklendirilebilir" sonucuna varıyor.
Çalışma Communications Biology'de yayımlandı.