2021年10月19日

研究人员开发了一种在纳米尺度上发现癌症的新方法

诊断和治疗癌症是一场与时间的赛跑。当病人被诊断出这种疾病时，通常情况下，它已经发展到了晚期，并且能够扩散到全身，降低了生存的机会。早期诊断是阻止它的关键。

在期刊上发表的一篇由协和号牵头的新论文中生物传感器和生物电子学，研究人员描述了一种新的液体活检使用芯片实验室技术的方法，他们认为可以在癌症发生之前检测出癌症肿瘤甚至形成了。

使用涂有特殊设计粘合剂的磁性颗粒，液体活检芯片吸引并捕获含有致癌生物标志物的颗粒。仔细分析可以确定他们所携带的癌症类型。研究人员说，这可以显著提高癌症的诊断和治疗。

诱捕信使

这种芯片的目标是细胞外囊泡(ev)，这是一种由大多数有机细胞释放的粒子。ev——有时被称为外泌体——非常小，通常在40到200纳米之间。但它们含有大量蛋白质、核酸(如RNA)、代谢物和来自亲本细胞的其他分子，并被其他细胞吸收。如果ev含有与癌症和其他疾病相关的生物标记物，它们就会将有毒货物从一个细胞传播到另一个细胞。

为了专门捕获携带癌症的外泌体，研究人员开发了一种小型微流控芯片，其中含有磁性或金纳米颗粒，表面涂有合成多肽，作为分子粘合剂。当一滴有机液体——无论是血液、唾液、尿液还是其他什么——流过芯片时，外泌体就会附着在处理过的纳米颗粒上。在外泌体被捕获后，研究人员将它们与纳米颗粒分离，并进行蛋白质组学和基因组分析，以确定特定的癌症类型。

该论文的资深作者Muthukumaran Packirisamy说:“这种技术可以提供癌症的早期诊断，这将有助于找到治疗方案，改善患者的生活。”Muthukumaran Packirisamy是机械、工业和航空航天工程系的教授，也是Concordia光学生物微系统实验室的主任。

常规化疗和探查性手术的替代方案

他补充说:“液体活检避免了侵入性活检的创伤，后者涉及探查性手术。”“只要检查任何体液，我们就能得到所有的癌症标志物和癌症预后。”

Packirisamy实验室的联合作者、副教授Anirban Ghosh指出，对一种特定形式的癌症基因组成有详细的了解将暴露其治疗的弱点。他说:“常规化疗针对所有类型的细胞，会导致严重而令人不快的副作用。”“有了这里提供的精确诊断，我们可以设计出一种只针对癌细胞的治疗方法。”

这篇论文的主要作者是博士生Srinivas Bathini，他的学术背景是电气工程。他说，他目前研究领域的跨学科方法具有挑战性，也有回报，并指出该技术的潜力可能会彻底改变医疗诊断。研究人员使用了乳房癌症这项研究中的细胞正在寻找扩大其能力的方法，包括广泛的疾病测试。