Českí vedci vyvinuli metodiku, ktorá umožňuje skorú detekciu hneď niekoľkých onkologických ochorení a lekárom diagnostikovať aj mierne zhoršenie zdravotného stavu už v začiatkoch ochorenia.
Výsledky tohto multidisciplinárneho aplikovaného výskumu boli už publikované v piatok 18. februára 2022 v odbornom časopise Nature Protocols.
Ako uviedol český Stredoeurópsky technologický inštitút, výskumné vedecké centrum v Brne CEITEC na svojej stránke, Antonín Hlaváček z Ústavu analytickej chémie českej Akadémie vied, Zdeněk Farka z výskumného centra CEITEC Masarykovej univerzity (MU), Hans-Heiner Gorris z Prírodovedeckej fakulty MU a ich vedeckí kolegovia vyvinuli novú diagnostickú metodiku, pri ktorej využívajú foton-upkonverzné nanočastice na prípravu špeciálnych značiek na presnejšiu a rýchlejšiu detekciu rakovinových biomarkerov.
Imunochemické metódy
Ako spresnili výskumníci na portáli inštitútu, imunochemické metódy sú dnes považované za zlatý štandard v klinickej diagnostike.
Najznámejšími produktmi z tejto kategórie sú domáce diagnostické rýchlotesty ako napríklad tehotenské testy alebo antigénne testy na covid.
Súčasné imunochemické metódy však často nemajú dostatočnú citlivosť na detekciu biomarkerov, ktoré sú v organizme prítomné iba v malom množstve.
„Nami vyvinutá metodika umožňuje tento problém prekonať, a dosiahnuť tak oveľa vyššiu citlivosť,“ priblížil jeden z hlavných autorov tejto štúdie Zdeněk Farka.
Publikovaná štúdia zhŕňa výsledky autorov dosiahnuté a odprezentované v predchádzajúcich rokoch.
Sú v nej porovnané rôzne metódy prípravy značiek na báze fotón-upkonverzných nanočastíc od ich syntézy cez modifikáciu povrchu až po väzbu biomolekúl, ktoré umožňujú špecifickú funkciu značky.
Následne je demonštrované využitie týchto značiek napríklad na detekciu prostatického antigénu, markeru rakoviny prostaty.
Okrem konvenčného prístupu založeného na meraní intenzity luminiscencie je využitý inovatívny prístup založený na počítaní jednotlivých značiek, čo umožňuje priamo kvantifikovať množstvo biomarkera vo vzorke.
V čom je metodika výnimočná
Metodika dokáže nielen zistiť, či je špecifický antigén vo vzorke prítomný alebo nie, ale i presne určiť jeho množstvo.
Výskumný tím demonštroval aj využitie nanočastíc v imunohistochémii, konkrétne pri zobrazovaní distribúcie biomarkera HER2, ktorý slúži na odhaľovanie rakoviny prsníka.
V histopatológii je identifikácia rakovinových buniek typicky založená na označení biomarkerov na ich povrchu, potom nasleduje mikroskopické vyšetrenie a vyhodnotenie obrázkov skúseným patológom.
„Súčasným trendom sú však snahy toto vyhodnotenie vykonávať automaticky za pomoci pokročilých algoritmov. My sme ukázali, že s použitím nanočastíc je možné dosiahnuť dostatočne vysoký pomer signálu k pozadiu, čo je jedným zo základných predpokladov pre automatizáciu vyhodnocovania histochemických preparátov v takzvanej digitálnej patológii,“ spresnil Zdeněk Farka.
Ako dodal, prítomnosť veľmi malých množstiev biomarkerov v krvi môže indikovať začiatok zhubného bujnenia. Ich včasná detekcia tak umožní lekárom diagnostikovať zhoršenie zdravotného stavu už v začiatkoch ochorenia.
„Vďaka tomu môže byť liečba zahájená ešte skôr, než sa prejavia príznaky choroby, čo zvyšuje šancu na uzdravenie,“ zhrnul Zdeněk Farka.
Publikované prístupy môžu byť modifikované aj na detekciu ďalších biomarkerov, napríklad troponínu, markeru infarktu myokardu.
Výskumný tím spolupracuje so švédskou firmou, ktorá sa v súčasnosti venuje komercionalizácii systému pre imunohistochemické zobrazovanie.