Ранняя диагностика — ключ к победе над онкологическими заболеваниями. Специалисты из МФТИ, Института общей физики РАН, университета «Сириус» и Московского института электронной техники совершили прорыв в этом направлении. Они разработали биосенсор, который с рекордной точностью выявляет в слюне человека ультранизкие концентрации белков-онкомаркеров. Работа выполнена при поддержке грантов РНФ и программы «Приоритет-2030».
Почему важна диагностика по слюне?
Традиционный анализ на онкомаркеры требует забора крови — процедуры, которая не всегда удобна для массового и частого скрининга. Слюна — идеальная альтернатива: её сбор прост, безболезнен и неинвазивен. Однако концентрация маркеров в слюне в тысячи раз ниже, чем в крови, и долгое время не существовало методов, способных их надёжно уловить. Российская разработка решает именно эту проблему.
Как работает «ловец» онкомаркеров?
В основе биосенсора лежит аптамер — короткий фрагмент ДНК, который, подобно ключу к замку, избирательно связывается только с определённым белком-мишенью, например, с раково-эмбриональным антигеном (РЭА). Этот маркер информативен для диагностики рака кишечника, поджелудочной железы, лёгких и других органов. Аптамер закреплён на миниатюрном чипе с графеновыми электродами.
Поиск биомаркеров в слюне человека может являться основой будущей экспресс-диагностики для выявления социально значимых заболеваний. Мы предложили метод, позволяющий быстро создать высокочувствительный сенсор для определения РЭА в слюне. Возможность совмещения двух различных физико-химических механизмов детектирования на одном чипе повышает надёжность нашего сенсора и его чувствительность,
рассказала первый автор работы, аспирантка МФТИ и молодой учёный ИОФ РАН Анастасия Кудрявцева.
Уникальность устройства — в его двухрежимной работе. Оно сочетает принципы полевого транзистора и электрохимического датчика. Первый режим даёт рекордную чувствительность, позволяя обнаруживать единичные молекулы. Второй — расширяет диапазон измерений и повышает надёжность результата, сводя ошибки к минимуму. Анализ занимает всего две минуты.
Что это значит для пациентов?
Главное преимущество технологии — её потенциал для создания простых и доступных устройств.
Технология позволяет сделать такой тест недорогим и простым в использовании, как глюкометр, и в будущем создать удобные приборы для быстрой проверки у врача или дома,
объяснил ведущий научный сотрудник лаборатории функциональных наноматериалов МФТИ Иван Бобринецкий.
Это открывает путь к регулярному домашнему мониторингу для пациентов в ремиссии. Если после лечения уровень маркера начал снова расти, это может стать ранним сигналом о возможном рецидиве, позволяя вовремя обратиться к врачу.
Комфортность, неинвазивность и быстрота таких анализов при обеспечении их широкой доступности могут привести к качественно новому уровню диагностики, а также возможности мониторинга лечения онкозаболеваний даже в домашних условиях благодаря широкому динамическому диапазону измерений,
отметил заведующий лабораторией ИОФ РАН Пётр Никитин.
Таким образом, разработка российских учёных — это значительный шаг к будущему, где сверхраннее выявление угрозы станет такой же обычной процедурой, как измерение давления или температуры, и поможет спасти тысячи жизней.