211service.com
Spit Sensor Spots Oral Cancer
For første gang kan en optisk sensor, udviklet af forskere ved University of California, Los Angeles (UCLA), måle proteiner i spyt, der er forbundet med kræft i munden. Enheden er meget følsom, hvilket gør det muligt for læger og tandlæger at opdage sygdommen tidligt, når patienternes overlevelsesrater er høje.
Analyse af spyt: Leyla Sabet, et medlem af UCLA-forskerholdet, der byggede den nye optiske proteinsensor, sidder foran enheden. Baseret på et konfokalmikroskop bliver det ultrafølsomme system brugt af forskerne til at påvise biomarkører i spytprøver, der er forbundet med kræft i munden.
Forskerne arbejder i øjeblikket sammen med National Institute of Health (NIH) for at skubbe teknologien til kliniske tests, så den kan udvikles til en enhed, der kan bruges på tandlæges kontorer. Chih-Ming Ho , en videnskabsmand ved UCLA og hovedefterforsker for sensoren, siger, at det er et alsidigt instrument og kan bruges til at detektere andre sygdomsspecifikke biomarkører.
Når kræft i mundhulen identificeres i de tidlige stadier, er patientoverlevelsesraten næsten 90 procent sammenlignet med 50 procent, når sygdommen er fremskreden, siger Carter Van Waes , chef for hoved- og halskirurgi ved National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD). American Cancer Society skøn at der vil være 35.310 nye tilfælde af oral cancer i USA i 2008. Tidlige former er svære at opdage blot ved visuel undersøgelse af munden, siger Van Waes, så læger enten skal udføre en biopsi – fjerne væv til test – eller analysere proteiner i blodet.
At opdage cancerbiomarkører i spyt ville være en meget nemmere test at udføre, men det er også teknisk set mere udfordrende: Proteinmarkører er sværere at få øje på i spyt end i blod. For at skabe den ultrafølsomme sensor startede forskerne med et glassubstrat belagt med et protein kaldet streptavidin, der gør det muligt for andre biomolekyler at binde sig til substratet og til hinanden. Forskerne tilføjede derefter et molekyle, der ville fange og binde kræftbiomarkøren - et protein i spyt kaldet IL-8, som tidligere forskning har vist sig at være relateret til oral cancer. De tilføjede også molekyler designet til at holde glasoverfladen fri for andre proteiner, der kan mudrede påvisning af biomarkøren. For at visualisere målmolekylerne tilføjede Ho's team derefter et sæt fluorescensmærkede proteiner designet til at binde til de fangede IL-8-markører.
Fordi spyt har en lavere koncentration af proteiner end blod har, havde holdet brug for en meget følsom metode til at opdage de mærkede proteiner blandt baggrundsstøjen, herreløse molekyler i spyt, der også fluorescerer. Så forskerne brugte et konfokalt mikroskop - et billeddannelsessystem, der bruger en laser til at opsamle lyset, der genereres fra en prøve - til at analysere spyttet. Ho og hans team fandt ud af, at fokusering af laserlyset på en specifik del af prøven resulterede i et højere signal-til-støj-forhold, hvilket gjorde det muligt for dem at detektere lavere koncentrationer af cancerbiomarkøren.
Faktisk, siger Ho, enheden er 100 gange mere følsom end standardproteindetektionsteknikken, ELISA. En mere omfattende og invasiv proces, ELISA kræver, at proteinerne renses fra blodet før testning.
Det konfokale mikroskop er et sofistikeret billeddannelsessystem i hjertet af UCLA-forskernes arbejde, og hvad der i sidste ende førte til forbedringen i detektion, siger John McDevitt , professor i kemi ved University of Texas, som også arbejder med spytdiagnostik. Den største udfordring, som UCLA-gruppen nu står over for, er, hvordan man bruger denne teknik uden for et laboratoriemiljø, siger han.
UCLA-forskerne testede den optiske proteinsensor på 40 patienter – 20 raske forsøgspersoner og 20 personer med oral cancer. Resultaterne viste sig at være 95 procent nøjagtige, siger Ho. Undersøgelsen blev offentliggjort online i det internationale tidsskrift Biosensorer og bioelektronik .
Den nye sensor er et vigtigt skridt i spytdiagnostik, et område, der bliver kigget meget nøje på for at se, hvor det kan være bedre at bruge spyt end blod, siger Spencer Redding , formand for afdelingen for tanddiagnostisk videnskab ved University of Texas Health Science Center i San Antonio, som arbejder med McDevitt. Andre mulige anvendelser af sådan teknologi inkluderer påvisning af hjertesygdomme, infektionssygdomme og astma, siger Redding.