نور لیزر امکان تشخیص بیومارکر سرطان کولورکتال در خون را در عرض چند دقیقه فراهم می کند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان اغلب از آنتی‌بادی‌ها برای شناسایی مولکول‌های خاص یا نشانگرهای بیولوژیکی استفاده می‌کنند، زیرا آنها در تشخیص اهداف خود بسیار دقیق هستند. با این حال، یافتن سیگنال‌های ضعیف سرطان در نمونه‌های خون حتی برای قابل اعتمادترین تکنیک‌ها نیز یک چالش است.

اکنون محققان دانشگاه متروپولیتن اوزاکا دریافته اند که این آشکارسازهای مولکولی می توانند کمی از نور تقویت شوند. آنها با استفاده از تابش لیزر، فعل و انفعالات آنتی بادی-آنتی ژن را تسریع کردند و در عرض چند دقیقه مقادیر بسیار کمی از یک نشانگر زیستی سرطان کولورکتال را شناسایی کردند. The study is published in the journal Nanoscale Horizons .

Colorectal cancer is the third most commonly diagnosed cancer and the second leading cause of cancer-related deaths worldwide. Early detection remains an important line of defense, one that scientists are working to strengthen.

تاکویا آیدا، استاد دانشکده علوم و مؤسسه تحقیقاتی LAC-SYS (RILACS) در دانشگاه متروپولیتن اوزاکا و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «آزمایش‌های خونی کنونی برای نشانگرهای زیستی سرطان اغلب به مراحل آماده‌سازی طولانی نیاز دارند و زمانی که سطوح بیومارکرها بسیار پایین است، حساسیت محدودی دارند.

هدف ما توسعه روشی سریعتر و حساس تر برای تشخیص گلیکوپروتئین CEACAM-5، نشانگر زیستی مرتبط با سرطان کولورکتال است.

روش‌های مرسوم برای اندازه‌گیری نشانگرهای زیستی بیماری اغلب از روش‌های ایمنی استفاده می‌کنند که در آن آنتی‌بادی‌ها پروتئین‌های هدف خاص را شناسایی کرده و به آن‌ها متصل می‌شوند. The binding event is then converted into a detectable signal, often through an enzyme attached to an antibody.

However, such assays can require hours of incubation and washing steps. شناسایی یک پروتئین هدف در خون نیز می تواند چالش برانگیز باشد زیرا توسط هزاران پروتئین دیگر و بسیاری از مواد دیگر احاطه شده است.

The researchers attached multiple antibodies to microscopic beads and introduced them into a tiny flow channel containing blood plasma. هنگامی که لیزر استفاده شد، سیستم شتاب القا شده با نور (LAC-SYS) برهمکنش‌های بین مهره‌های پوشش‌داده‌شده با آنتی‌بادی و CEACAM-5 را افزایش داد و باعث جمع شدن مهره‌ها شد. The researchers could then measure the resulting bead assemblies as a signal for the presence of CEACAM-5.

آیدا گفت: «فناوری تشخیص القا شده با نور ما می‌تواند مقادیر بسیار کمی از CEACAM-5 را در خون تنها در چند دقیقه در مقایسه با چندین ساعت برای تکنیک‌های معمولی تشخیص دهد.

روش آنها CEACAM-5 را در غلظت های 1-10 پیکوگرم در میلی لیتر در پلاسمای خون رقیق شده شناسایی کرد. برای هر آزمایش، 5 میکرولیتر پلاسما - حجمی به اندازه یک دانه کنجد - به صورت متوالی رقیق شد. محققان عمدتا از نمونه های رقیق شده 1000 برابری از بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال استفاده کردند.

این نشان‌دهنده بهبود بالقوه یک تا دو مرتبه بزرگی در محدوده تشخیص سنجش‌های ایمنی معمولی، مانند سنجش‌های ایمونوسوربنت مرتبط با آنزیم و رسوب ایمنی است. محققان همچنین چیزی غیرمنتظره را در مورد خود نشانگر زیستی سرطان کشف کردند.

آیدا گفت: "ما دریافتیم که CEACAM-5 در خون به عنوان سنگدانه های نانومقیاس وجود دارد."

این خوشه ها ممکن است به طور موثر با مهره های پوشش داده شده با آنتی بادی تعامل داشته باشند و به جمع شدن آنها کمک کنند و سیگنال قابل تشخیص قوی تری تولید کنند. این ممکن است توضیح دهد که چگونه سیستم CEACAM-5 را در چنین غلظت های پایین تشخیص می دهد.

این یافته ها می تواند پیامدهایی فراتر از سرطان کولورکتال داشته باشد. از آنجایی که این فناوری بر تشخیص آنتی‌بادی متکی است، محققان امیدوارند آن را با سایر نشانگرهای زیستی مرتبط با بیماری، از جمله آنهایی که با زوال عقل و بیماری‌های عفونی مرتبط هستند، تطبیق دهند.

آیدا گفت: «یافته‌های ما ممکن است تشخیص زودهنگام و کمتر تهاجمی سرطان را تسهیل کند و فرصت‌های جدیدی را برای فناوری‌های بیوپسی مایع ایجاد کند.

The next step is to validate the technology in clinical settings and determine how reliably it can distinguish disease-related signals. هدف این تیم همچنین همکاری با شرکای صنعتی برای توسعه سیستم‌های تشخیصی کاربردی و قابل حمل است.

آیدا گفت: "در نهایت، هدف ما ایجاد یک پلت فرم سریع، بسیار حساس و کم تهاجمی برای بیوپسی مایع و سایر فناوری های تشخیصی مبتنی بر خون است که می تواند از تشخیص و مداخله زودتر بیماری پشتیبانی کند."

Takuya Iida و همکاران، شتاب ناشی از نور در اتصال اختصاصی بین CEACAM-5 و آنتی بادی‌ها برای تشخیص زودهنگام سرطان کولورکتال، Nanoscale Horizons (2026). DOI: 10.1039/d6nh00017g

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →