Искусственные родинки помогут в диагностике рака

Наряду с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, рак является основной причиной смерти в промышленно развитых странах. Большинство онкологических заболеваний диагностируются после того, как опухоль сильно разрослась. Это снижает успешность лечения и выживаемость пациентов.

Исследователи с Кафедры науки и техники биосистем Университета ETH Zurich в Базеле нашли решение данной проблемы – сеть синтетических генов, которые служат в качестве системы раннего предупреждения о заболевании. Эта сеть распознает четыре наиболее распространенных типа рака: предстательной железы, легкого, толстой кишки и молочной железы – на ранней стадии, а именно тогда, когда уровень кальция в крови повышается из-за развивающейся опухоли.

Система раннего предупреждения включает в себя генетическую сеть, которую биотехнологи интегрируют в человеческие клетки тела, которые, в свою очередь, вставляются в имплантат. Эта инкапсулированная сеть генов имплантируется под кожу и постоянно проверяет уровень кальция в крови.

Как только концентрация кальция превышает определенное пороговое значение (в течение длительного периода времени), запускается сигнальный каскад, который инициирует выработку меланина в генетически модифицированных клетках. В результате на коже образуется коричневая родинка, видимая невооруженным глазом.

Искусственное родимое пятно как система раннего предупреждения о раке

Родинка появляется задолго до того, как рак можно будет обнаружить при помощи стандартных диагностических систем. Затем врач должен изучить имплантат, чтобы найти причину и, при необходимости, назначить лечение.

«Ранняя диагностика значительно повышает вероятность выживания, - отмечают ученые. – Например, если рак молочной железы диагностируется рано, вероятность выздоровления составляет 98%, а если опухоль обнаружена слишком поздно, то только одна из четырех женщин имеет хорошие шансы на выздоровление».

У данного имплантата есть и недостаток – срок его службы ограничен. Инкапсулированные клетки живут около года, после чего они должны быть инактивированы и заменены.

Устройство было протестировано на моделях мышей и свиней. Родинки у животных развивались только тогда, когда концентрация кальция достигала высокого уровня. Однако ученым предстоит пройти долгий путь, прежде чем можно будет начать клинические испытания на людях.

«Продолжение разработки устройства и клинические исследования требуют большого труда и серьезного финансирования, которое мы, как исследовательская группа, не можем себе позволить» - сообщили ученые. По их оценкам, для внедрения имплантата на рынок необходимо потратить более десяти лет исследований и разработок.

Концепция «биомедицинской татуировки» может помочь не только в диагностике рака, но и нейродегенеративных заболеваний и гормональных расстройств. В принципе, ученые могут заменить один молекулярный датчик на другой, и он будет контролировать не уровень кальция, а другие биомаркеры.

Источник: https://medicalxpress.com/news/2018-04-artificial-mole-early.html