FTMC ir Taivano mokslininkai kuria molekulinį zondą: padės greičiau nustatyti kepenų vėžį

Kepenų vėžį nustatyti bus galima žymiai greičiau ir tiksliau – o tam pasitarnaus naujos kartos jutiklis su jam „padedančiu“ zondu. Tokį tikslą išsikėlė dr. Antanas Zinovičius – FTMC Nanotechnologijų skyriaus tyrėjas, šiuo metu bendradarbiaujantis su kolegomis iš Nacionalinio Taipėjaus technologijos universiteto („Taipei Tech“).

Pirmieji jo ir kolegų eksperimentai, nukreipti į kasos bei skydliaukės vėžio ankstyvą diagnostiką, jau parodė gerų rezultatų, kuriuos išpublikavo tarptautinis mokslo žurnalas „Biosensors and Bioelectronics“. Kuo reikšmingi šie tyrimai?

Kaip „apgauti“ vėžio fermentą

Pasaulyje augant kepenų vėžio atvejams, ypač svarbi tampa kuo ankstyvesnė ir prieinama ligos diagnozė. Chemikas dalijasi idėja:

„Siekiame sukurti medicininį biojutiklį, kurį kiekvienas galėtų taikyti savo namuose. Tai būtų kaip įmanoma paprastesnis naudojimas, kuriam nereikėtų specialaus išsilavinimo. Technologija veiktų panašiai kaip cukraus kiekio kraujyje tyrimas, kai iš kelių kraujo lašelių galima greit sužinoti informaciją. Tik mūsų atveju, iš kraujo sužinotume, ar turime kepenų vėžį parodančių fermentų perteklių.

Praktikoje dabar yra taip: turime nueiti į polikliniką, mums išrašo kraujo tyrimą, duodame kraujo ir kitą dieną gauname atsakymą. Be to, tyrimo metu laboratorijoje yra atliekami paruošiamieji žingsniai – įvairios kraujo apdirbimo procedūros, o kuo daugiau žingsnių, kuo labiau didėja klaidos tikimybė. Mes norime panaikinti tuos žingsnius, kad namuose per pusvalandį sužinotume, ar kepenų vėžio rizika padidėjusi“, – pasakoja A. Zinovičius.

(Dr. Antanas Zinovičius. FTMC nuotrauka)

Tam, kad jutiklis veiktų tiksliai, FTMC ir Taivano mokslininkai kuria specialų zondą iš molekulių. Kaip tai veikia? Prie organinės (anglies pagrindu sukurtos) molekulių grandinės pridedamas cheminis junginys ferocenas. Jo reikšmę netrukus sužinosite.

Pagal idėją, į paciento kraujo mėginuką įpilama skysčio su šia medžiaga – zondu. Tuomet, jei kraujyje nėra vėžį parodančių fermentų, nieko neįvyksta – ir jutiklis negauna jokio signalo.

O jei vėžiu sergama, veiksmas būna toks: kraujo fermentas, „pamatęs“ dirbtinę molekulinę grandinę, ima ją „virškinti“, palaikydamas „natūraliu maistu“ – ir ją perkerpa pusiau. Viena dalis plaukioja sau niekam netrukdydama, o kita – ferocenas – atlieka savo užduotį: ferocenas yra labai geras elektronų pernešėjas, tad jis jutiklio elektrodui siunčia „elektrocheminę žinutę“, kad zondas perkirptas – taigi, kepenų vėžys aptiktas.

Pasak A. Zinovičiaus, mokslininkų komanda planuoja išvis sukurti keturis atskirus zondus skirtingiems kepenų vėžio fermentams „apgauti“, tačiau pradžioje norisi technologiją išbandyti su vienu – dipeptidyl peptidase-IV. 

(Dr. Antanas Zinovičius su kolegomis iš Taivano. Nuotrauka iš asmeninio archyvo)

Tikimasi verslo susidomėjimo

Šiuo metu eksperimentai atliekami su vištos krauju, kadangi jame visiškai nebūna kepenų vėžio fermento. „Kiek jo įpylei, tiek ir bus. Tad galime tiksliai žinoti jo koncentraciją, kad paskui sulygintume su informacija, gaunama iš biojutiklio“, – paaiškina FTMC mokslininkas. Technologija vėliau bus išbandyta ir su žmogaus krauju, kaip kad pavyko Taivane kuriant pirmąjį zondą kasos ir skydliaukės vėžio diagnostikai, kas aprašyta minėtame „Biosensors and Bioelectronics“ žurnale.

Šiuo metu darbai tęsiami Vilniuje, kur siekiama pagerinti zondo gamybos procesus ir pasiekti geresnių rezultatų.

Dar studijuodamas doktorantūrą VILNIUS TECH, A. Zinovičius buvo sukūręs universalų imuninį jutiklį, kuris parodė ne tik „teigiamą“ bei „neigiamą“ rezultatus, bet ir tikslią medžiagos koncentraciją. Signalo sustiprinimui chemikas pasitelkė aukso ir platinos nanodaleles bei redukuotą (nuo priemaišų išvalytą) grafeno oksidą – plonytę, beveik vieno atomo storio anglies plėvelę, kuri gerai praleidžia elektrą. Rezultatas – jutiklio prototipas, 10 kartų tikslesnis nei įprasti, o rezultatas gaunamas per 20 minučių.

Su „Taipei Tech“ pagalba dabar yra tobulinami tiek zondas, tiek ir jam pritaikytas jutiklis.

„Kol kas dirbame iš fundamentinės pusės, žiūrime, ar viskas veikia. Tikimės, kad mūsų darbus pastebės ir įvertins verslo įmonės, ir galėsim mūsų technologiją panaudoti medicinoje“, – viliasi A. Zinovičius.

Straipsnį parengė FTMC Viešųjų ryšių ir komunikacijos specialistas Simonas Bendžius