Ученые предложили новый подход для диагностики урологических онкозаболеваний по анализу мочи
09.04.2021
Вовремя обнаружить онкологическое заболевание – почти всегда означает спасти жизнь человека. Множество исследователей по всему миру работают над проблемой ранней диагностики рака. Одно из перспективных направлений – поиск специфических для различных форм рака биомаркеров в биологических образцах, таких как кровь или моча. В идеальном случае человек должен регулярно сдавать недорогие анализы, чтобы не пропустить начальную стадию развития онкозаболевания. Но современная медицина пока не в состоянии предложить такой простой и доступный вариант диагностики. На данный момент в этой области сложилась парадоксальная ситуация: в научной литературе опубликовано немало статей с описанием биомаркеров различной природы, для которых заявлена высокая эффективность, но проверки в реальных условиях они не выдерживают и в клиники, соответственно, не поступают.
Группа ученых Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) и Сеченовского Университета поставила задачу найти способ определения онкомаркеров, который показал бы высокую эффективность не только в теории, но и на практике, и завоевал бы доверие врачей. В этом исследовании авторы работы отказались от использования традиционных подходов для выявления маркеров белковой природы – иммуноферментного анализа и Вестерн-блоттинга, поскольку становится очевидным, что потенциал этих методов в решении данного вопроса близок к исчерпанию. Очень низкие концентрации искомых белков, которые могут свидетельствовать о начале заболевания, с их помощью определить нельзя.
Примечательно, что альтернативу этим подходам ученые отыскали не в медицине и не в биологии.
«Химики и физики предложили разнообразные высокочувствительные методы анализа, позволяющие определять намного более низкие концентрации биомаркеров, чем те, которые выявляют в лабораториях традиционными методами. Но биологи и медики, занимающиеся исследованием онкомаркеров, плохо знакомы с новыми методами и возможностями, которые они предоставляют. В лаборатории наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН разработан простой способ проведения ультрачувствительного иммуноанализа смесей сложного состава, в том числе, биологических жидкостей, с помощью магнитных частиц на специальных микрочипах. Основные преимущества – скорость и высокая чувствительность – достигаются за счет использования направленной магнитной силы для доставки детектирующей метки к поверхности микрочипа. При этом для детекции сигнала не требуется никакого дорогостоящего оборудования»,- комментирует автор, заведующий лабораторией наноструктур и нанотехнологий, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Юрий Шляпников.
В подтверждение своих предположений по высокой эффективности нового метода ученые провели пилотное исследование по диагностике рака мочевого пузыря. На небольшой пока выборке образцов показано, что белковые онкомаркеры присутствуют в следовых количествах в моче только больных. В ближайшее время авторы планируют провести полномасштабное исследование, включающее более ста пациентов, чтобы оценить диагностическую ценность метода.
«Если нам повезет, то получится дешёвый способ диагностики рака мочевого пузыря на ранней стадии по анализу мочи. Выигрыш от этого очевиден: сдать анализ крови или мочи намного проще, чем биопсию. Поэтому мы говорим, что разрабатываем неинвазивный метод диагностики, который, как мы предполагаем, поможет сохранить множество жизней», - отмечает Юрий Шляпников.
Следующая задача, которую ставят перед собой авторы исследования, – заинтересовать медиков. Если врачи-онкологи признают метод убедительным и захотят его использовать в диагностике, проблем делать такой анализ в больших масштабах не возникнет.
Работа поддержана грантом РНФ №19-75-10025.
Статья по результатам исследования опубликована в Frontiers in Molecular Biosciences.
Источник:
M. Shlyapnikov, Ekaterina A. Malakhova, Andrey Z. Vinarov, Andrey A. Zamyatnin Jr. and Elena A. Shlyapnikova. Can new immunoassay techniques improve bladder cancer diagnostics With protein biomarkers? Front. Mol. Biosci., 15 February 2021| https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.620687
Материал подготовила: Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru