Urintest kan potentiellt avslöja tidig lungcancer
Forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har utvecklat nanosensorer som riktar sig mot lungcancerproteiner och producerar en signal i urinen som kan mätas med en testremsa.
I studien testade forskarna systemet som kallas PATROL (point-of-care aerosoliserbara nanosensorer med tumörkänsliga oligonukleotidstreckkoder) på möss som är genetiskt modifierade för att utveckla mänskliga tumörer i lungorna.
Sensorerna som används i studien är polymernanopartiklar belagda med DNA-streckkoder som är unika och lätta att identifiera. Forskarna konstruerade partiklarna för att bli målinriktade av proteasenzymer associerade med stadium I lungcancer. Vid kontakt bryter enzymerna ned streckkoderna, som sedan utsöndras i blodomloppet och senare i urinen. En urintestremsa kan identifiera dessa och avslöja resultatet cirka 20 minuter efter att ha doppats i urinprovet.
Med hjälp av aerosolnebulisatorer levererade forskarna 20 sensorer till möss med cancer i stadium I eller II. En maskininlärningsalgoritm identifierade sedan de fyra mest exakta sensorerna. Med 100 procent specificitet visade dessa fyra sensorer en känslighet på 84,6 procent. Hela processen – från inandning till upptäckt – tog ungefär två timmar, och forskarna förväntar sig att det inte kommer att ta mycket längre tid hos människor.
Alternativ till CT-skanning
En av de stora potentialerna med den nya screeningmetoden är att tillhandahålla ett alternativ för tidig upptäckt av lungcancer, som inte är beroende av den resurskrävande infrastruktur som CT-skannrar kräver. Forskarna bakom studien arbetar också med att utveckla inhalerbara sensorer som kan skilja på virus-, bakterie- och svamplunginflammation.
Tekniken kan även användas för att diagnostisera andra lungsjukdomar som astma och kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL).
Utmaningar kan uppstå när man tillämpar det innovativa systemet på människor. Många faktorer är involverade i att reglera vätskevolymen, vilket kan störa förmågan att upptäcka föreningarna i urinen. Kost, hydrering, läkemedelsinterferens, njurfunktion och vissa kroniska sjukdomar kan alla begränsa effektiviteten. En annan utmaning är att cancer hos människor kan vara mer heterogen, så fyra sensorer kanske inte räcker för att spåra tumörerna.
Studien publiceras i Science Advances. Och forskarna bakom studien kommer nu att analysera humana biopsiprover för att se om samma sensorer som fungerade på möss också kommer att fungera på människor. Om allt går väl hoppas de kunna genomföra studier på människor eller icke-mänskliga primater inom en snar framtid.
