Представлены умные контактные линзы для диагностики и скрининга рака

Прочитано: 278 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Ученые из Института биомедицинских инноваций Терасаки (TIBI) разработали контактную линзу, которая может улавливать и обнаруживать экзосомы, везикулы нанометрового размера, обнаруженные в выделениях организма, которые потенциально могут быть диагностическими биомаркерами рака.

Линза была разработана с микрокамерами, связанными с антителами, которые могут захватывать экзосомы , обнаруженные в слезах. Эта конъюгированная с антителами сигнальная микрокамерная контактная линза (ACSM-CL) может быть окрашена для обнаружения специфическими антителами, меченными наночастицами, для селективной визуализации. Это предлагает потенциальную платформу для предварительного скрининга рака и вспомогательный диагностический инструмент, который является простым, быстрым, чувствительным, экономически эффективным и неинвазивным.

Экзосомы образуются в большинстве клеток и секретируются во многие жидкости организма , такие как плазма, слюна, моча и слезы. Когда-то считалось, что они являются свалкой для нежелательных материалов из клеток их происхождения, но теперь известно, что экзосомы могут транспортировать различные биомолекулы между клетками. Также было показано, что на экзосомах имеется множество поверхностных белков, некоторые из которых являются общими для всех экзосом, а другие увеличиваются в ответ на рак, вирусные инфекции или травмы. Кроме того, экзосомы, полученные из опухолей, могут сильно влиять на регуляцию, прогрессирование и метастазирование опухоли.

Из-за этих возможностей существует большой интерес к использованию экзосом для диагностики рака и предсказания прогноза/лечения. Однако этому препятствует сложность выделения экзосом в достаточном количестве и чистоте для этой цели. Текущие методы включают утомительные и трудоемкие ультрацентрифугирование и градиенты плотности, длящиеся не менее десяти часов. Дополнительные трудности возникают при обнаружении изолированных экзосом; широко используемые методы требуют дорогостоящего и занимающего много места оборудования.

Команда TIBI использовала свой опыт в разработке и производстве биосенсоров для контактных линз, чтобы устранить необходимость в этих методах изоляции, разработав свой ACSM-CL для захвата экзосом из слез, оптимального и более чистого источника экзосом, чем кровь, моча и слюна.

Они также упростили и оптимизировали подготовку своего ACSM-CL, используя альтернативные подходы. При изготовлении микрокамер для своей линзы команда использовала подход прямой лазерной резки и гравировки, а не обычное литье под давлением для структурной фиксации как камер, так и линзы.

Кроме того, команда представила метод, который химически модифицировал поверхности микрокамер, чтобы активировать их для связывания антител. Этот метод был использован вместо стандартных подходов, при которых металлические или наноуглеродные материалы должны использоваться в дорогостоящих чистых помещениях.

Затем команда оптимизировала процедуры связывания захватывающего антитела с микрокамерами ACSM-CL и другого (положительного контроля) детектирующего антитела с наночастицами золота, которые можно визуализировать спектроскопически. Оба этих антитела специфичны к двум различным поверхностным маркерам, обнаруженным на всех экзосомах.

В первоначальном проверочном эксперименте ACSM-CL тестировали против экзосом, секретируемых в супернатанты из десяти различных линий тканей и раковых клеток . Способность захватывать и обнаруживать экзосомы подтверждалась спектроскопическими сдвигами, наблюдаемыми во всех испытуемых образцах по сравнению с отрицательным контролем. Аналогичные результаты были получены при тестировании ACSM-CL на десяти различных образцах слез, взятых у добровольцев.

В заключительных экспериментах экзосомы в супернатантах, собранных из трех разных клеточных линий с разной экспрессией поверхностных маркеров, тестировали против ACSM-CL вместе с различными комбинациями маркер-специфических антител для детекции . Результирующие модели обнаружения и отсутствия обнаружения экзосом из трех разных клеточных линий были такими, как ожидалось, что подтверждает способность ACSM-CL точно захватывать и обнаруживать экзосомы с различными поверхностными маркерами.

«Экзосомы являются богатым источником маркеров и биомолекул, которые могут быть использованы для нескольких биомедицинских приложений », — сказал Али Хадемхоссейни, доктор философии, директор и главный исполнительный директор TIBI. «Методология, разработанная нашей командой, значительно облегчает нам доступ к этому источнику».

Представлены умные контактные линзы для диагностики и скрининга рака



Новости партнеров