Στον καρκίνο, όσο νωρίτερα γίνει η διάγνωση, τόσο το καλύτερο, όμως συχνά η διάγνωση αργεί. Ερευνητές ανέπτυξαν μια μικροσκοπική συσκευή που θα μπορούσε να κάνει πιο προσιτές τις εξετάσεις για παθογόνα και για βιοδείκτες που σχετίζονται με τον καρκίνο.
Το «ντροπιαστικό σύμπτωμα» που σχετίζεται με καρκίνο του παχέος εντέρου και δεν πρέπει να αγνοήσετε
Η συσκευή που θα μπορούσε να φέρει τις διαγνωστικές εξετάσεις για τον καρκίνο στο σπίτι
Ο Han-Keun Lee, ερευνητής στο Department of Electrical and Computer Engineering του University of Illinois Urbana-Champaign, θέλει να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιούνται οι εξετάσεις.
«Ο μόνος τρόπος να το πετύχουμε είναι να μπορούμε να κάνουμε εξετάσεις συχνότερα», είπε ο Lee σύμφωνα με το MedScape, διευκρινίζοντας ότι δεν αναφέρεται στο εργαστήριο. «Το όνειρό μου ήταν να φέρω αυτές τις διαγνωστικές εξετάσεις για τον καρκίνο στο σπίτι».
Το VPodDuo, με το «V» να σημαίνει virus, μπορεί να διαβάζει και να συγκρίνει αποτελέσματα από διαφορετικές εξετάσεις για παθογόνα ή βιοδείκτες που σχετίζονται με τον καρκίνο.
Δημιουργήθηκε από τον Lee, τον Professor Brian Cunningham, PhD, και τον Professor Xing Wang, PhD, από το University of Illinois Urbana-Champaign. Τα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν τον Ιούλιο του 2026 στο IEEE Sensors Journal.
«Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση άλλων ασθενειών, όχι μόνο ιών αλλά και καρκίνου», δήλωσε ο Wang. «Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση microRNA, το οποίο θεωρείται βιοδείκτης για την ανάπτυξη καρκίνου».
Καρκίνος του πνεύμονα: Ο κοινός παράγοντας που βρέθηκε στους ασθενείς – Εκτιθέμεθα όλοι
Πώς μπορούν η ένταση του φθορισμού και οι φωτοδίοδοι να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση ιών και καρκίνου
Ο φθορισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση βιοδεικτών που σχετίζονται με τον καρκίνο, τους ιούς και άλλες ασθένειες. Αρχικά, ο βιοδείκτης αναγνωρίζεται από ένα συγκεκριμένο μόριο, όπως ένα αντίσωμα ή ένας ανιχνευτής DNA. Η αλληλεπίδραση αυτή μεταβάλλει το σήμα φθορισμού, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να μετρηθεί από μια φωτοδίοδο ή έναν παρόμοιο αισθητήρα φωτός.
- HER2: Μελέτη του 2026 με τίτλο «Microfluidic fluorescence biosensor for quantitative detection of HER2 in serum using an antibody-aptamer sandwich assay» χρησιμοποίησε φθορισμό και ενσωματωμένες φωτοδιόδους για τη μέτρηση του βιοδείκτη HER2, ο οποίος σχετίζεται με τον καρκίνο του μαστού, σε ανθρώπινο ορό.
- SARS-CoV-2: Ερευνητές χρησιμοποίησαν ενισχυμένο φθορισμό για να ανιχνεύσουν πολύ μικρές ποσότητες της πρωτεΐνης του νουκλεοκαψιδίου του ιού.
- Καρκινικές μεταλλάξεις και ιοί: Ένα σύστημα ανίχνευσης εντόπισε μετάλλαξη του EGFR που σχετίζεται με τον καρκίνο, καθώς και τους ιούς HPV και ASFV, μετρώντας τις μεταβολές στην ένταση του φθορισμού.
- H1N1: βιοαισθητήρας φθορισμού ανίχνευσε ιικό RNA σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις.
Η βασική ιδέα είναι απλή. Η χημική διαδικασία αναγνωρίζει τον βιοδείκτη, ενώ ο αισθητήρας φωτός μετρά τον φθορισμό που προκύπτει.
Πόσο αυξάνει τον κίνδυνο καρκίνου κάθε επιπλέον ώρα καθιστικής ζωής; Μελέτη απαντά
Το φως έγινε η απάντηση
Πολλά οικιακά τεστ, όπως τα τεστ αντιγόνου για COVID ή τα τεστ εγκυμοσύνης, δίνουν ένα απλό θετικό ή αρνητικό αποτέλεσμα μέσω μιας ορατής γραμμής. Είναι εύχρηστα και σχετικά οικονομικά, αλλά μπορεί να έχουν περιορισμένη ευαισθησία και να δίνουν ανακριβή αποτελέσματα.
Οι ερευνητές ήθελαν να αναπαράγουν τα πιο εξελιγμένα αποτελέσματα ενός εργαστηρίου, όπου ειδικά όργανα διαβάζουν σήματα φθορισμού.
Στις δοκιμασίες φθορισμού υπάρχουν διάφοροι τρόποι ανίχνευσης των μεταβολών στην ένταση του φθορισμού. Μια συνηθισμένη επιλογή είναι η κάμερα. «Μια κάμερα είναι καλός αισθητήρας, αλλά απαιτεί πολλά οπτικά στοιχεία και ακριβή ευθυγράμμιση. Κάνει ολόκληρη τη συσκευή ογκώδη», εξήγησε ο Lee.
Ο Wang και ο Cunningham έθεσαν στον Lee έναν συγκεκριμένο στόχο: να γίνει η συσκευή τόσο μικρή όσο ένα ζευγάρι ασύρματα ακουστικά. «Και ήθελα να το πραγματοποιήσω», είπε.
Πώς κατάφεραν οι ερευνητές να μικρύνουν τη συσκευή
Ο Lee χρησιμοποίησε μια φωτοδίοδο, μια συσκευή ημιαγωγού που μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικό ρεύμα. Η πρόκληση ήταν να διατηρηθούν χαμηλά το μέγεθος και το κόστος και υψηλή η φορητότητα.
Η συσκευή έπρεπε να μετρά ταυτόχρονα δύο δείγματα, ένα δείγμα εξέτασης και ένα ελέγχου. «Έπρεπε να διασφαλίσουμε ότι αυτές οι δύο φωτοδίοδοι μέσα στη συσκευή είναι βαθμονομημένες μεταξύ τους και δίνουν τις ίδιες ενδείξεις ανεξάρτητα από τις συνθήκες, ώστε η εξέταση που πραγματοποιεί να σας δίνει ένα ακριβές διαγνωστικό αποτέλεσμα», είπε ο Lee.
Νυχτερινές εφιδρώσεις: Πότε μπορεί να είναι σημάδι καρκίνου – Τι προειδοποιεί ογκολόγος
Η ανάπτυξη από το πρώτο VPod έως το ανανεωμένο VPodDuo χρειάστηκε ενάμιση χρόνο μόνο για την ανάπτυξη, σύμφωνα με τον Wang.
Τι έδειξαν οι δοκιμές της συσκευής
Οι ερευνητές συνέκριναν τη συσκευή με τρία φθοριόμετρα εργαστηριακού επιπέδου και πέτυχαν συγκρίσιμα αποτελέσματα για:
- τον ιό Zika
- το Staphylococcus aureus
- τον HIV
- μια αλληλουχία κυκλοφορούντος καρκινικού DNA που σχετίζεται με τον καρκίνο του πνεύμονα
- έναν βιοδείκτη microRNA που σχετίζεται με τον καρκίνο του πνεύμονα
«Πραγματικά εξεπλάγην με το πώς αυτή η μικροσκοπική συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαφορετικά είδη δοκιμασιών», είπε ο Lee. «Όταν δοκίμασα την πρώτη δοκιμασία, σκέφτηκα, “ω, λειτούργησε”. Και μετά, όταν δοκίμασα τη δεύτερη, “Ω, λειτούργησε ξανά”. Και στην τρίτη δοκιμασία – “Ω, ουάου!” Μπορούσα να συνεχίζω και να συνεχίζω».
Η ακρίβεια και η ποιότητα ήταν επίσης έκπληξη. «Ένα από τα εκπληκτικά πράγματα ήταν ότι αυτό το οικονομικό φθοριόμετρο που αναπτύξαμε έχει την ίδια αναλυτική απόδοση όταν συγκρίνεται με πολύ ακριβό εργαστηριακό εξοπλισμό».
Ο David Erickson, PhD, Sibley College Professor of Mechanical Engineering στο Cornell David A. Duffield College of Engineering στη Νέα Υόρκη, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, αναγνώρισε τις δυνατότητες της τεχνολογίας.
«Όταν κατασκευάζεις κάτι μικρό και συμπαγές, ιδιαίτερα όταν έχεις να κάνεις με πολύ σημαντικές διαγνώσεις, πρέπει να μπορείς να διασφαλίσεις ότι διατηρείς το ίδιο επίπεδο αναλυτικής ευαισθησίας, καθώς και κλινικής ευαισθησίας, που θα μπορούσε κάποιος να έχει σε μια κανονική εργαστηριακή εξέταση», είπε. «Θα ήθελα πολύ να δω αυτό και άλλα πράγματα να ωριμάζουν, ώστε οι διαγνωστικές εξετάσεις να γίνουν ευρύτερα διαθέσιμες, οικονομικές και γρήγορες».
Ποια τα επόμενα βήματα πριν φτάσει στους ασθενείς
Παρά τα αρχικά αποτελέσματα, χρειάζεται μεγαλύτερος αυτοματισμός και πιο αυστηρή επεξεργασία των δειγμάτων.
«Έτσι όπως βλέπω τη διαγνωστική διαδικασία, ξεκινάς με το δείγμα, το επεξεργάζεσαι, το αναμειγνύεις με αντιδραστήρια και το τοποθετείς στη συσκευή», είπε ο Lee. «Επομένως, εργαζόμουν πάνω στη συσκευή, η οποία ήταν κατά κάποιον τρόπο ένα κομμάτι που έλειπε από ολόκληρη τη διαγνωστική ροή, αλλά τώρα επιστρέφω σιγά σιγά στο δείγμα. Πρέπει να ξεκινήσουμε ξανά από το δείγμα».
Ο τελικός στόχος είναι η τεχνολογία να φτάσει στην αγορά. «Αυτό που πραγματικά θέλω, για να είμαι ειλικρινής, είναι η συσκευή να κυκλοφορήσει στην αγορά, να αρχίσουν οι άνθρωποι να τη χρησιμοποιούν», είπε. «Υποθέτω ότι αυτή είναι μόνο η αρχή και έχουμε αποδείξει ότι είναι εφικτό. Τώρα πρέπει να προσπαθήσουμε να αντιμετωπίσουμε τα προβλήματα».
Καρκίνος του εντέρου: Πότε η απώλεια βάρους μπορεί να είναι προειδοποιητικό σημάδι
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τελικά η συσκευή θα συμβάλει στη μείωση των θανάτων που μπορούν να προληφθούν, ιδιαίτερα από τον καρκίνο. «Υπάρχουν όλες αυτές οι διαφορετικές θεραπείες για τον καρκίνο, είναι εξαιρετικές», είπε ο Lee. «Απλώς πρέπει να μπορέσουμε να φέρουμε την τεχνολογία στους ασθενείς».
Πηγές: Medscape, PubMed, PubMed, PubMed, ScienceDirect