Каждый год миллионы пациентов проходят через биопсию, чтобы выявить рак, болезнь Альцгеймера или другие заболевания. Процедура неприятная, иногда опасная, а главное — врачи могут брать образцы ткани лишь ограниченное количество раз. Но теперь, похоже, все изменится.

Исследователи из King’s College London разработали пластырь с наноиглами — в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Его прикладывают к подозрительному участку ткани, и иглы безболезненно собирают молекулярные «отпечатки»: липиды, белки, РНК. Никаких разрезов, никакой боли — ткань остается целой, а данные можно получать снова и снова.

Результаты опубликованы в издании Nature Nanotechnology.

В испытаниях пластырь уже проверили на образцах опухолей мозга человека и мышей. Собранные данные анализируют с помощью масс-спектрометрии и ИИ — это помогает понять, есть ли рак, как он реагирует на лечение и что происходит на клеточном уровне.

Масс-спектрометрия — метод анализа вещества, при котором его ионизируют, а затем сортируют молекулы по массе и заряду. Это позволяет «разобрать» образец на составные части, как детектив изучает улики.

Раньше мы могли только вырезать кусочек ткани и надеяться, что этого хватит, — говорит руководитель исследования Чиро Кьяппини. — Теперь же можно изучать болезнь в реальном времени, причем в одном и том же месте.

Технология пригодится не только в онкологии. Например, во время операции на мозге хирург сможет приложить пластырь к подозрительному участку и через 20 минут получить точный ответ — нужно ли удалять ткань.

Как это работает

• Пластырь покрыт десятками миллионов наноигл.
• Они не повреждают клетки, а лишь «считывают» их молекулярный состав.
• Данные анализирует ИИ, выдавая врачам подробную картину болезни.

Где еще можно использовать

• В эндоскопах для диагностики желудка и кишечника.
• В контактных линзах для анализа глазных заболеваний.
• В обычных бинтах для мониторинга ран.

Это может положить конец болезненным биопсиям, — говорит Кьяппини. — Теперь диагностика станет безопасной, точной и безболезненной.

Главное преимущество — многократный мониторинг без вреда для тканей. Сегодня, чтобы отслеживать динамику рака или Альцгеймера, врачи вынуждены брать новые образцы, что травмирует органы. С нанопластырем можно анализировать одну и ту же зону бесконечно, получая данные в реальном времени.

Вторая ключевая выгода — ранняя диагностика. Многие избегают биопсий из-за боли, пропуская начало болезни. Безболезненный метод увеличит выявляемость.

Третье — точность. Стандартная биопсия захватывает лишь фрагмент ткани, а наноиглы собирают данные со всех типов клеток в зоне контакта. Это особенно важно для гетерогенных опухолей, где разные участки могут вести себя неодинаково.

Однако пока технология проверена только на образцах in vitro и на мышах. Неясно, как она поведет себя в живом организме: например, не вызовет ли иммунный ответ или фиброз при долгом контакте. Кроме того, 20 минут на анализ — это быстро для лаборатории, но слишком долго для экстренной хирургии.

Ранее ученые заявили, что ложноположительные результаты скрининга на рак молочной железы распугивают пациенток.