Domači test za melanom: obliž z mikroiglami, ki nadomesti biopsijo

Raziskovalci z Univerze v Michiganu so ugotovili, da bi lahko testiranje melanoma nekega dne potekalo doma z uporabo kožnega obliža in dvovrstičnega testnega lističa – podobno kot domači testi za COVID-19.

Nov silikonski obliž z mikroskopskimi iglami v obliki zvezde, imenovan ExoPatch, je pri miših ločil melanom od zdrave kože.

Obliž in test predstavljata korak k hitremu testiranju melanoma na domu, ki bolnikom pomagata zgodaj odkriti najbolj agresivno obliko kožnega raka – brez biopsije ali odvzema krvi.

»Igle v obliki zvezde olajšajo prebadanje in ga naredijo manj bolečega, vendar so tako majhne, da prodrejo le v zgornjo plast kože – povrhnjico – in ne prebodejo krvnih žil,«
je dejala Sunita Nagrath, profesorica kemijskega inženirstva na Univerzi v Michiganu in soavtorica študije, objavljene v reviji Biosensors and Bioelectronics.

Mikroigle ExoPatch, dolge le 0,6 mm in s širino konice manj kot 100 nanometrov (0,0001 mm), so prevlečene z gelom, ki iz intersticijske tekočine, ki zapolnjuje prostore med celicami v povrhnjici, zajame eksosome – drobne mehurčke, ki jih izločajo celice.

Prej so za eksosome mislili, da so preprosto "smeti", ki jih celice zavržejo za odstranitev. Pravzaprav vsebujejo fragmente DNK in RNK, ki jih celice uporabljajo za izmenjavo signalov. Eksosomi rakavih celic lahko pomagajo pri širjenju tumorjev tako, da pripravijo tkiva za sprejem tumorskih celic, preden te prispejo. Odkrivanje teh eksosomov bi lahko omogočilo prejšnje odkrivanje raka kot z obstoječimi metodami.

Gel, ki prekriva ExoPatch, vsebuje protein, imenovan aneksin V, ki privlači eksosome in jih pritrdi na površino mikroigel. Po odstranitvi obliža s kože ga damo v kislino, ki raztopi gel in sprosti eksosome v raztopino. Nato se v raztopino pomoči testni listič:

• Če vzorec vsebuje eksosome melanoma, se bosta pojavila dva pasova,

• Če ne, obstaja en trak,
  tako kot pri testih za COVID-19.

»Oseba s svetlo poltjo in znamenji mora vsakih šest mesecev obiskati zdravnika, da ji opravijo biopsijo, s katero ugotovijo, ali so rakave ali ne.
S tem testom ga lahko opravite doma, rezultate dobite takoj in če so pozitivni, lahko obiščete dermatologa,«
pravi Nagrath.

Kot prvi korak pri dokazovanju koncepta so raziskovalci preizkusili ExoPatch na vzorcu prašičjega tkiva, ki je po debelini in sestavi podobno človeški koži. Z mikroskopom so ugotovili, da so mikroigle prodrle v kožo približno 350 do 600 nanometrov. Za primerjavo, povrhnjica na človeški podlakti je debela približno 18.300 nanometrov.

Da bi preizkusili, ali lahko ExoPatch zajame eksosome melanoma s kože, je ekipa testirala vzorce mišje kože: polovico zdravih živali, polovico pa miši, ki so jim injicirali del človeškega melanomskega tumorja. Po 15 minutah nanosa so ExoPatch postavili pod močan mikroskop.

»Ko sem videl mikroskopske slike, sem bil vesel, kako dobro so se eksosomi oprijeli mikroigel in so bili v območju velikosti od 30 do 150 nanometrov, kot smo pričakovali,«
je dejal Scott Smith, podiplomski študent kemijskega inženirstva na Univerzi v Michiganu in soavtor študije.

Ko so raziskovalci potrdili, da se eksosomi prilepijo na ExoPatch, so raztopili gel in vzorce spustili skozi testne trakove. Test je uspešno ločil vzorce melanoma od zdravega tkiva – intenzivnost drugega traku je bila pri vzorcih melanoma 3,5-krat večja.

ExoPatch je iz vzorcev melanoma v primerjavi z zdravim tkivom pridobil 11,5-krat več eksosomskih beljakovin, kar dokazuje njegovo sposobnost selektivnega zajemanja rakavih eksosomov.

Naslednji korak bo pilotna študija na ljudeh, ki ji bodo sledila klinična preskušanja za uporabo tehnologije v praksi. Poleg melanoma je mogoče gelski premaz ExoPatch modificirati tako, da zazna eksosome, ki jih izločajo drugi raki, povezani s solidnimi tumorji, kot so rak pljuč, dojk, debelega črevesa, prostate in možganov.

"To je prvi obliž, zasnovan za zajemanje eksosomov, specifičnih za bolezen, iz tekočine pod kožo.
Potencial tega pristopa je ogromen,"
je dejal Nagrath.