Kućni test za melanom: Mikroiglični flaster za zamjenu biopsije

Testiranje na melanom jednog bi se dana moglo provoditi kod kuće pomoću flastera za kožu i testne trake s dvije linije - slično kućnim testovima za COVID-19, tvrde istraživači sa Sveučilišta Michigan.

Novi silikonski flaster s mikroskopskim iglicama u obliku zvijezde, nazvan ExoPatch, uspio je razlikovati melanom od zdrave kože kod miševa.

Flaster i test predstavljaju korak prema brzom testiranju melanoma kod kuće, pomažući pacijentima da rano otkriju najagresivniji oblik raka kože - bez biopsije ili vađenja krvi.

„Igle u obliku zvijezde olakšavaju ubod i čine ga manje bolnim, ali su toliko male da prodiru samo u najgornji sloj kože - epidermu - i ne probijaju krvne žile“,
rekla je Sunita Nagrath, profesorica kemijskog inženjerstva na Sveučilištu Michigan i koautorica studije objavljene u časopisu Biosensors and Bioelectronics.

ExoPatch mikroigle, duge samo 0,6 mm i širine vrha manje od 100 nanometara (0,0001 mm), obložene su gelom koji hvata egzosome - sitne mjehuriće koje izlučuju stanice - iz intersticijske tekućine koja ispunjava prostore između stanica u epidermi.

Prije se smatralo da su egzosomi jednostavno "smeće" koje stanice izbacuju na odlaganje. Zapravo, oni sadrže fragmente DNK i RNK koje stanice koriste za razmjenu signala. Egzosomi stanica raka mogu pomoći tumorima u širenju pripremajući tkiva za prihvaćanje tumorskih stanica prije nego što stignu. Otkrivanje ovih egzosoma moglo bi omogućiti ranije otkrivanje raka od postojećih metoda.

Gel koji prekriva ExoPatch sadrži protein nazvan aneksin V, koji privlači egzosome i veže ih za površinu mikroiglica. Nakon uklanjanja flastera s kože, stavlja se u kiselinu koja otapa gel i oslobađa egzosome u otopinu. Zatim se u otopinu umače testna traka:

• Ako uzorak sadrži egzosome melanoma, pojavit će se dvije trake,

• Ako ne, postoji jedna trakica,
  baš kao što se događa s testovima za COVID-19.

„Osoba sa svijetlom kožom i madežima treba posjećivati liječnika svakih šest mjeseci kako bi se napravila biopsija i utvrdilo jesu li kancerogeni ili ne.
Ovaj test možete napraviti kod kuće, odmah dobiti rezultate, a ako su pozitivni, možete posjetiti dermatologa“,
kaže Nagrath.

Kao prvi korak u dokazivanju koncepta, istraživači su testirali ExoPatch na uzorku svinjskog tkiva, koje je slične debljine i sastava ljudskoj koži. Pomoću mikroskopa otkrili su da mikroiglice prodiru u kožu oko 350 do 600 nanometara. Za usporedbu, epiderma na ljudskoj podlaktici debela je oko 18 300 nanometara.

Kako bi testirali može li ExoPatch uhvatiti egzosome melanoma s kože, tim je testirao uzorke kože miševa: polovicu od zdravih životinja, polovicu od miševa kojima je ubrizgan dio ljudskog melanomskog tumora. Nakon 15 minuta primjene, ExoPatch je stavljen pod snažan mikroskop.

„Kad sam vidio mikroskopske slike, bio sam zadovoljan što sam vidio koliko su se dobro egzosomi prilijepili za mikroigle i koliko su veličine bili u rasponu od 30 do 150 nanometara, kao što smo i očekivali“,
rekao je Scott Smith, student kemijskog inženjerstva na Sveučilištu Michigan i koautor studije.

Nakon što su potvrdili da se egzosomi lijepe za ExoPatch, istraživači su otopili gel i propustili uzorke kroz testne trake. Test je uspješno razlikovao uzorke melanoma od zdravog tkiva - intenzitet druge trake bio je 3,5 puta veći u uzorcima melanoma.

ExoPatch je iz uzoraka melanoma otkrio 11,5 puta više egzosomalnih proteina u usporedbi sa zdravim tkivom, pokazujući svoju sposobnost selektivnog hvatanja egzosoma raka.

Sljedeći korak bit će pilot studija na ljudima, nakon čega će uslijediti klinička ispitivanja kako bi se tehnologija primijenila u praksi. Osim melanoma, ExoPatch gel premaz može se modificirati za otkrivanje egzosoma koje izlučuju drugi karcinomi povezani sa solidnim tumorima, poput raka pluća, dojke, debelog crijeva, prostate i mozga.

„Ovo je prvi flaster dizajniran za hvatanje egzosoma specifičnih za bolest iz tekućine ispod kože.
Potencijal ovog pristupa je ogroman“,
rekao je Nagrath.