Un progres medical promite diagnosticare în timp real pentru boli grave precum cancerul şi Alzheimer. Un plasture care conţine zeci de milioane de ace minuscule, microscopice, ar putea înlocui în curând biopsiile tradiţionale, potrivit cercetătorilor. Dispozitivul oferă o alternativă nedureroasă şi mai puţin invazivă pentru milioane de pacienţi din întreaga lume care trec anual prin biopsii pentru a detecta şi monitoriza boli precum cancerul şi Alzheimer. Plasturele oferă rezultate într-un timp scurt, prin intermediul inteligenţei artificiale (AI), şi poate fi utilizat împreună cu echipamente medicale deja existente, fără a necesita tehnologii sau dispozitive noi, deschizând calea către medicina personalizată şi decizii chirurgicale mai bune.
Imaginaţi-vă un viitor în care diagnosticul cancerului sau al bolii Alzheimer nu implică durere, riscuri sau biopsii invazive pentru recoltarea de ţesuturi. Un nou progres în nanotehnologie ar putea elimina în curând necesitatea biopsiilor invazive, permiţând medicilor să obţină informaţii moleculare în timp real.
Oamenii de ştiinţă au dezvoltat recent un plasture care poate extrage fără durere date moleculare din ţesuturi, fără a le îndepărta sau deteriora. Această inovaţie ar putea transforma radical medicina de precizie şi practica medicală de rutină.
Biopsiile se numără printre cele mai frecvente proceduri de diagnostic la nivel mondial, fiind realizate de milioane de ori pe an pentru depistarea bolilor. Totuşi, ele sunt invazive, pot provoca durere şi complicaţii, iar în unele cazuri îi determină pe pacienţi să evite diagnosticul precoce sau testele de urmărire.
Biopsiile tradiţionale presupun, de asemenea, îndepărtarea unor fragmente de ţesut, ceea ce limitează frecvenţa şi profunzimea cu care medicii pot analiza organe bolnave precum creierul.
O echipă de specialişti de la King's College London a dezvoltat acum un plasture cu nanoace/ace la scară nanometrică (nanoneedles), mai subţiri decât un fir de păr uman, care colectează fără durere informaţii moleculare din ţesuturi, fără a le îndepărta sau deteriora.
Această metodă ar putea permite echipelor medicale să monitorizeze boala în timp real şi să efectueze teste repetate pe aceeaşi zonă - ceva imposibil de realizat cu biopsiile standard.
Deoarece nano-acele sunt de 1.000 de ori mai subţiri decât un fir de păr uman şi nu îndepărtează ţesut, ele nu provoacă durere sau daune, făcând procesul mai puţin traumatizant pentru pacienţi comparativ cu biopsiile standard.
Pentru mulţi pacienţi, acest lucru ar putea însemna un diagnostic mai precoce şi o monitorizare mai frecventă, transformând modul în care sunt urmărite şi tratate bolile.
„Lucrăm la nano-ace de doisprezece ani, dar aceasta este cea mai interesantă dezvoltare de până acum. Deschide o lume de posibilităţi pentru persoanele cu cancer cerebral, Alzheimer şi pentru avansarea medicinei personalizate. Le va permite oamenilor de ştiinţă, şi în cele din urmă medicilor, să studieze boala în timp real ca niciodată până acum”, a declarat dr. Ciro Chiappini, care a condus cercetarea publicată în revista Nature Nanotechnology, citat într-un comunicat.
În studiile preclinice, echipa a aplicat plasturele pe ţesuturi de cancer cerebral prelevate din biopsii umane şi modele de şoarece. Nanoacele au extras „amprente” moleculare, inclusiv lipide, proteine şi ARNm, din celule, fără a îndepărta sau afecta ţesutul.
Amprenta ţesutului este apoi analizată folosind spectrometrie de masă şi AI, oferind echipelor medicale informaţii detaliate despre prezenţa unei tumori, răspunsul acesteia la tratament şi evoluţia bolii la nivel celular.
„Această abordare oferă informaţii moleculare complexe şi detaliate din mai multe tipuri de celule şi straturi de ţesut simultan. Biopsiile tradiţionale pur şi simplu nu pot face asta. În condiţiile în care procesul nu distruge ţesutul, putem preleva probe din aceeaşi zonă de mai multe ori, ceea ce anterior era imposibil”, a precizat dr. Chiappini.
Această tehnologie ar putea fi utilizată în timpul operaţiilor pe creier pentru a ajuta chirurgii să ia decizii medicale în timp real, pe baza unei analize moleculare de înaltă fidelitate.
De exemplu, prin aplicarea plasturelui pe o zonă suspectă, rezultatele ar putea fi obţinute în 20 de minute şi ar putea ghida deciziile în timp real despre îndepărtarea ţesutului canceros.
Realizate folosind aceleaşi tehnici de fabricaţie ca şi cipurile de calculator, nano-acele pot fi integrate în dispozitive medicale comune precum bandaje, endoscoape şi lentile de contact.
„Acesta ar putea fi începutul sfârşitului pentru biopsiile dureroase. Tehnologia noastră deschide noi modalităţi de diagnosticare şi monitorizare a bolilor în mod eficient, sigur şi nedureros, ajutând medicii şi pacienţii să ia decizii mai bune şi mai rapide”, a spus dr. Chiappini.
Progresul a fost posibil datorită colaborării strânse între ingineria nano, oncologia clinică, biologia celulară şi AI, fiecare domeniu aducând instrumente şi perspective esenţiale care, împreună, au permis adoptarea unei noi abordări în diagnosticarea non-invazivă.
Studiul a fost susţinut de European Research Council (Consiliul European pentru Cercetare) prin programul său emblematic Starting Grant, de Wellcome Leap* (o organizaţie non-profit cu sediul în Statele Unite) şi de UKRI (UK Research and Innovation - organismul naţional principal de finanţare a cercetării şi inovării în Marea Britanie), prin EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council) şi MRC (Medical Research Council), care au permis achiziţia instrumentelor analitice cheie.
Până în prezent, Wellcome Leap a lansat 12 programe în 28 de ţări, cu angajamente financiare de aproximativ 550 de milioane de euro.
Foto articol: Imagine colorizată a nanoacelor. Credit: Chippani / King's College London.
