211service.com
Spottsensor Fläckar oral cancer
För första gången kan en optisk sensor, utvecklad av forskare vid University of California, Los Angeles (UCLA), mäta proteiner i saliv som är kopplade till oral cancer. Enheten är mycket känslig, vilket gör att läkare och tandläkare kan upptäcka sjukdomen tidigt, när patientöverlevnaden är hög.
Analysera spott: Leyla Sabet, en medlem av UCLA:s forskargrupp som byggde den nya optiska proteinsensorn, sitter framför enheten. Baserat på ett konfokalmikroskop används det ultrakänsliga systemet av forskarna för att upptäcka biomarkörer i salivprover som är kopplade till oral cancer.
Forskarna arbetar för närvarande med National Institute of Health (NIH) för att driva tekniken till kliniska tester så att den kan utvecklas till en enhet som kan användas på tandläkarmottagningar. Chih-Ming Ho , en forskare vid UCLA och huvudutredare för sensorn, säger att det är ett mångsidigt instrument och kan användas för att upptäcka andra sjukdomsspecifika biomarkörer.
När cancer i munhålan identifieras i ett tidigt skede är patientöverlevnaden nästan 90 procent, jämfört med 50 procent när sjukdomen är avancerad, säger Carter Van Waes , chef för huvud- och nackkirurgi vid National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD). American Cancer Society uppskattningar att det kommer att finnas 35 310 nya fall av oral cancer i USA under 2008. Tidiga former är svåra att upptäcka bara genom visuell undersökning av munnen, säger Van Waes, så läkare måste antingen utföra en biopsi – ta bort vävnad för testning – eller analysera proteiner i blodet.
Att upptäcka cancerbiomarkörer i saliv skulle vara ett mycket lättare test att utföra, men det är också tekniskt sett mer utmanande: proteinmarkörer är svårare att upptäcka i saliv än i blod. För att skapa den ultrakänsliga sensorn började forskarna med ett glassubstrat belagt med ett protein som heter streptavidin som gör att andra biomolekyler kan binda till substratet och till varandra. Forskarna lade sedan till en molekyl som skulle fånga upp och binda cancerbiomarkören – ett protein i saliv som kallas IL-8 som tidigare forskning har visat sig vara relaterat till oral cancer. De lade också till molekyler utformade för att hålla glasytan fri från andra proteiner som kan leriga upptäckten av biomarkören. För att visualisera målmolekylerna lade Ho's team sedan till en uppsättning fluorescensmärkta proteiner designade för att fästa vid de fångade IL-8-markörerna.
Eftersom saliv har en lägre koncentration av proteiner än blod, behövde teamet en mycket känslig metod för att upptäcka de taggade proteinerna bland bakgrundsljudet, herrelösa molekyler i saliv som också fluorescerar. Så forskarna använde ett konfokalmikroskop – ett bildsystem som använder en laser för att samla in ljuset som genereras från ett prov – för att analysera saliven. Ho och hans team fann att fokusering av laserljuset på en specifik del av provet resulterade i ett högre signal-till-brusförhållande, vilket gjorde att de kunde upptäcka lägre koncentrationer av cancerbiomarkören.
Verkligen, säger Ho, enheten är 100 gånger känsligare än standardtekniken för proteindetektion, ELISA. En mer omfattande och invasiv process, ELISA kräver att proteinerna renas från blodet före testning.
Det konfokala mikroskopet är ett sofistikerat bildsystem i hjärtat av UCLA-forskarnas arbete och det som i slutändan ledde till förbättringen av detektion, säger John McDevitt , professor i kemi vid University of Texas, som också arbetar med salivdiagnostik. Den största utmaningen som UCLA-gruppen nu står inför är hur man använder denna teknik utanför en laboratoriemiljö, säger han.
UCLA-forskarna testade den optiska proteinsensorn på 40 patienter – 20 friska försökspersoner och 20 individer med oral cancer. Resultaten visade sig vara 95 procent korrekta, säger Ho. Studien publicerades online i den internationella tidskriften Biosensorer och bioelektronik .
Den nya sensorn är ett stort steg i salivdiagnostik, ett område som man tittar på mycket noggrant för att se var det kan vara bättre att använda saliv än blod, säger Spencer Redding , ordförande för avdelningen för dental diagnostisk vetenskap vid University of Texas Health Science Center, i San Antonio, som arbetar med McDevitt. Andra möjliga tillämpningar av sådan teknik inkluderar upptäckt av hjärtsjukdomar, infektionssjukdomar och astma, säger Redding.