​Анализ онкологического заболевания можно провести с помощью шести белков-онкомаркеров.

Ученые научились диагностировать рак легких с помощью анализа крови. В качестве маркеров заболевания использованы шесть белков. Определить их наличие в организме можно с помощью электрохимического чипа, разработанного сибирскими учеными. Новая методика уже проверена на группе добровольцев. Исследователи надеются, что в дальнейшем смогут не просто распознавать болезнь, но и оценивать ее стадию.

Фатальные прятки

По статистике ВОЗ, в 2018 году каждый пятый онкобольной в России умер от рака легких. Рано диагностировать его крайне трудно — симптомы можно перепутать с другими заболеваниями, например хроническим бронхитом или затяжной простудой. К тому же в легких мало нервных окончаний, и явные болевые ощущения начинают появляться только на последних стадиях болезни.

Флюорография, которую применяют при массовых профилактических обследованиях, не позволяет обнаружить опухоль в ранней фазе, поэтому ученые активно ищут альтернативные методы диагностики болезни. Одним из них является оценка содержания в крови продуктов распада опухоли — определенных белков-биомаркеров, или, как их еще называют, онкомаркеров. Однако до настоящего времени не было найдено ни одного маркера онкологического заболевания, позволяющего поставить абсолютно точный диагноз. Причина — варьирование концентрации этих биомаркеров у больного раком, которая может оказаться такой же, как и у здорового человека.

Поэтому коллектив исследователей из Красноярского научного центра СО РАН, Красноярского государственного медицинского университета и Томского государственного университета предложил определять наличие не одного, а шести белков-онкомаркеров с помощью специально созданного чипа. По словам ученых, работа с группой белков, а не с отдельными онкомаркерами значительно снижает вероятность ошибки при постановке диагноза.

Биологические мишени
— Чтобы определить наличие того или иного белка в крови пациента, мы решили использовать аптамеры — короткие одноцепочечные фрагменты ДНК, — рассказал научный сотрудник лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий Красноярского государственного медицинского университета Юрий Глазырин. — Благодаря своей уникальной структуре аптамеры могут связываться с любыми биологическими мишенями, в данном случае с шестью белками-биомаркерами. Сами аптамеры были искусственно синтезированы на основе образцов, ранее полученных в нашей лаборатории.
Эти аптамеры было решено использовать в устройстве для анализа содержания в крови нужных белков. Прибор представляет собой электрохимический чип размером с фалангу пальца взрослого человека. На нем располагаются шесть электродов, на каждом из которых закреплен один из шести аптамеров. С электродов ученые снимали вольт-амперную характеристику, составляя график зависимости величины возникающего тока от подаваемого электрического потенциала.

— Чтобы зарегистрировать отклик системы на присутствие белков-онкомаркеров, мы смотрели разницу между величинами пика на графиках вольт-амперной характеристики до и после контакта электрода с плазмой крови, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории новых материалов и перспективных технологий Сибирского физико-технического института Томского государственного университета Анастасия Шабалина. — Если закрепленный на электроде аптамер связывается с белком, сигнал тока от этого электрода меняется. Мы наносили на чип кровь здоровых людей, снимали вольт-амперную характеристику для каждого аптамера, затем делали то же самое с кровью больных раком легких. Полученные для обеих категорий сигналы усредняли, а затем сравнивали друг с другом.

Оказалось, что вольт-амперная характеристика для всех шести аптамеров отличалась у больных и здоровых людей. У первых пик на графике был заметно выше. Поэтому ученые сделали вывод, что данный чип можно использовать для диагностики.

Анализ опухоли

Для эффективного лечения рака важно не только диагностировать болезнь на ранней стадии, но и определить злокачественность опухоли. Обычно для этого используют биопсию. Но в случае с раком легких операция по забору фрагмента ткани довольно сложна и болезненна. Иногда приходится выпиливать часть ребра. Поэтому авторы работы предлагают использовать созданный чип также и для оценки злокачественности опухоли. Показателем того или иного параметра болезни может служить концентрация белков-онкомаркеров.

Диагностика с помощью чипов на данный момент — очень популярное направление, считает директор клиники онкологии, реконструктивно-пластической хирургии и радиологии университета им. И.М. Сеченова Игорь Решетов. Эксперт отмечает удобство проведения такого анализа для пациента. Однако, по его мнению, устройство может быть полезно только для поиска людей, входящих в группу риска заболевания раком легких. При подозрении на болезнь пациента необходимо направить на дополнительное обследование.

В дальнейшие планы коллектива сибирских ученых входит создание точной системы определения степени заболевания на основе концентрации шести белков-онкомаркеров. Как считают авторы работы, внедрение системы анализа крови с помощью созданного электрохимического чипа позволит одновременно и определять наличие болезни, и делать заключения о том, как опухоль прогрессирует. 

Ольга Коленцова

Фото: ТАСС/Егор Алеев

Источники

Одной кровью
Известия, 25/03/2019
Одной кровью: ученые научились диагностировать рак легких без рентгена.
Cont.ws, 25/03/2019
Одной кровью: ученые научились диагностировать рак легких без рентгена
The world news (theworldnews.net), 25/03/2019
Одной кровью: ученые научились диагностировать рак легких без рентгена
Известия (iz.ru), 25/03/2019
Диагностировать рак легких смогут без рентгена
Kp.ru, 25/03/2019
Сибирские ученые научились диагностировать рак легких без рентгена
Муравленко 24 (muravlenko24.ru), 26/03/2019
Одной кровью: ученые научились диагностировать рак легких без рентгена
NewsGra.com, 29/03/2019
Одной кровью: ученые научились диагностировать рак легких без рентгена
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 02/04/2019
Без рентгена: красноярские ученые научились диагностировать рак легких по крови
Наш Красноярский край (gnkk.ru), 03/04/2019
Рентген не нужен: красноярские ученые научились диагностировать рак легких по крови
Mirtesen.sputnik.ru, 03/04/2019
Красноярские ученые диагностируют рак легких на ранних стадиях
HOLME SPACE (holme.ru), 03/04/2019

Похожие новости

  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    1516
  • 22/03/2017

    В Сибири создают полимеры повышенной биосовместимости

    Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии и красноярского Института биофизики СО РАН провели работу над материалами из биополимеров для медицинских нужд. Исследователи разработали способ сделать биополимеры более совместимыми с тканями человека: они "умеют" взаимодействовать с естественными жидкостями организма, в том числе с кровью.
    1023
  • 24/07/2018

    Ученые АлтГУ помогут сохранить популяцию глухарей

    Информационный портал ГТРК «Алтай» «Вести.ru» сообщил о совместном проекте лаборатории редких птиц Южно-Сибирского ботанического сада «Алтай-Фалькон» Алтайского государственного университета и томских коллег.
    501
  • 27/03/2017

    Вузы Проекта 5-100 представили российскую высшую школу на международной выставке в Китайском Тайбэе (Тайване)

    ​​24 марта завершилась 12-я международная выставка-конференция в области высшего образования APAIE (Asian Pacific Association for International Education Conference and Exhibition), проходившая в Китайском Тайбэе (Тайвань).
    1722
  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    1756
  • 03/04/2019

    Антропологи изучают внешность и культуру населения древнего Алтая

    Ученые из Тюмени, Томска, Красноярска, Ханты-Мансийска и Барнаула изучают особенности населения юга Западной и Средней Сибири во время неолита и ранней бронзы (6 тыс. лет до н.э. – 2 тыс. лет до н.э.).
    222
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    1206
  • 20/10/2016

    Атомщики Сибири обсуждают в ТПУ термоядерный синтез и развитие ядерной медицины

    ​В Томском политехническом университете проходит VII школа-конференция молодых атомщиков Сибири. В течение трех дней молодые ученые из России и стран ближнего зарубежья будут обсуждать вопросы ядерной безопасности, развитие ядерной медицины, термоядерный синтез, а также реализацию проекта по созданию топлива и реакторов нового поколения "Прорыв".
    2176
  • 23/12/2017

    Томская аспирантка выиграла грант на обучение в Европе

    ​Аспирантка Биологического института ТГУ, младший научный сотрудник НИИ онкологии Томского НИМЦ Марина Ибрагимова представила результаты своих исследований на XXI Российском онкологическом конгрессе. Работа аспирантки, посвященная проблеме повышения эффективности лечения больных раком молочной железы, была признана одной из лучших на конкурсе постерных докладов.
    726
  • 20/09/2018

    Томкие ученые работают над биоматериалами, снижающими воспалительный иммунный ответ

    ​Молодой ученый Томского политехнического университета Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию программы Фулбрайта для проведения исследований в Университете штата Монтана (г. Бозман, США). Здесь Ксения будет работать в течение учебного года и изучать иммунный ответ на биодеградируемые трехмерные волокнистые материалы - "скаффолды" - с модифицированной поверхностью, наполненные новыми противовоспалительными соединениями.
    516