Szanse wyleczenia choroby nowotworowej znacznie rosną, jeśli diagnoza następuje dostatecznie wcześnie i szybko wprowadza się odpowiednią terapię. Problem w tym, że rozwijający się rak często bardzo długo nie daje żadnych objawów. Najnowsza praca naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie może pomóc w tworzeniu nowoczesnych testów, które dzięki prostym i tanim czujnikom mogą wczesną diagnostykę ułatwić. Pisze o tym czasopismo "Biosensors and Bioelectronics".
Detektor, opracowany w grupie prof. Włodzimierza Kutnera z IChF PAN we współpracy z zespołem prof. Francisa D’Souzy z University of North Texas w Denton, to krok do stworzenia dostępnych dla każdego testów diagnostycznych, które można by przeprowadzać samemu i w miarę regularnie.
Najważniejszym elementem czujnika jest cienka warstwa polimeru, rozpoznająca cząsteczki neopteryny. Neopteryna to produkowany przez układ immunologiczny związek aromatyczny, występujący w płynach ustrojowych człowieka, m.in. w surowicy, moczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. W diagnostyce medycznej traktuje się ją jako uniwersalny wskaźnik, bowiem jej stężenie wzrasta szczególnie wyraźnie w przypadku niektórych chorób nowotworowych, np. chłoniaków złośliwych. Podwyższony poziom neopteryny obserwuje się także przy części zakażeń wirusowych i bakteryjnych oraz w chorobach o podłożu pasożytniczym. U pacjentów po transplantacji może on natomiast zwiastować proces odrzucania przeszczepu.
Jak wykryć obecność neopteryny? Racjonalnym podejściem jest użycie w tym celu specjalnych materiałów rozpoznających, przygotowanych za pomocą wdrukowywania molekularnego. Technika ta polega na "odciskaniu" cząsteczek poszukiwanego związku - ich kształtu, ale też przynajmniej niektórych cech chemicznych - w starannie skonstruowanym polimerze - tłumaczy dr Piyush Sindhu Sharma (IChF PAN), pierwszy autor artykułu.
W IChF PAN polimerową warstwę rozpoznającą z lukami molekularnymi po neopterynie wytworzono na powierzchni elektrody. Po zanurzeniu w sztucznej surowicy krwi z niewielką domieszką neopteryny warstwa na elektrodzie wyłapywała jej cząsteczki, co prowadziło do obniżenia potencjału elektrycznego w podłączonym układzie pomiarowym. Przeprowadzone testy wykazały, że mimo obecności w roztworze cząsteczek o podobnej budowie i właściwościach luki molekularne polimeru były wypełniane niemal wyłącznie cząsteczkami neopteryny. To oznacza, że prawdopodobieństwo wskazania obecności neopteryny w płynie ustrojowym, który jej nie zawiera, jest bardzo małe. To oznacza, że nowy czujnik działa tak, jak oczekiwano, reaguje na to, na co powinien, i na nic innego.
Nasz chemosensor to na razie urządzenie laboratoryjne. Jednak wytwarzanie jego kluczowego elementu, czyli polimerowej warstwy detekcyjnej, nie stwarza większych problemów, a elektronikę odpowiedzialną za pomiary elektryczne łatwo zminiaturyzować. Nic nie stoi na przeszkodzie, by na podstawie naszego opracowania już za kilka lat budować proste i niezawodne urządzenia diagnostyczne, których cena leżałaby w zasięgu możliwości finansowych nie tylko instytucji medycznych czy gabinetów lekarskich, ale i masowego odbiorcy - przewiduje prof. Włodzimierz Kutner.
Na podstawie materiałów prasowych IChF PAN.