Zlaté nanočástice umožňují včasnou detekci jaterní fibrózy z kapky krve: Konec bolestivých biopsií?

Tým vědců z jihokorejské Sungkyunkwan University ve spolupráci s kolegy z Catholic University of Korea vyvinul ultracitlivý elektrochemický biosenzor, který dokáže přesně detekovat rané stadium jaterní fibrózy z malého vzorku krve.

Tým vědců z jihokorejské Sungkyunkwan University ve spolupráci s kolegy z Catholic University of Korea vyvinul ultracitlivý elektrochemický biosenzor, který dokáže přesně detekovat rané stadium jaterní fibrózy z malého vzorku krve. Tento průlom v inženýrství a medicíně otevírá cestu k identifikaci jaterních abnormalit pouhou analýzou krve, čímž eliminuje potřebu bolestivé tkáňové biopsie. Zjištění byla publikována v časopise Chemical Engineering Journal.

Jaterní fibróza je chronické onemocnění, při kterém jaterní tkáň postupně tvrdne, podobně jako mozol. Pokud je odhalena včas, lze ji často zvrátit změnou životního stylu nebo medikací. Avšak vzhledem k tomu, že nevyvolává žádné vnější příznaky, bylo její včasné odhalení dosud mimořádně obtížné. Diagnóza se doposud opírala především o jaterní biopsii, při níž se jehlou odebírá tkáň přímo z jater, nebo o nákladné zobrazovací testy. Obě metody způsobují pacientům nepohodlí a je obtížné je provádět často.

Výzkumný tým se zaměřil na protein zvaný PICP, který se uvolňuje do krevního oběhu, když játra tvrdnou. Tento protein se produkuje spolu s hromaděním kolagenu, tedy „jizvové tkáně“, v jaterní tkáni, a slouží tak jako důležitý biomarker indikující aktivní progresi jaterní fibrózy.

Diagnostická platforma vyvinutá týmem, nazvaná FIB-EIS, se skládá z uhlíkové elektrody potažené zlatými nanočásticemi, na které jsou připojeny protilátky vázající protein PICP. Když se PICP v krvi naváže na tyto protilátky, změní se elektrické vlastnosti (impedance) povrchu senzoru – změna, kterou lze přesně změřit. Jelikož metoda odečítá cílovou látku přímo prostřednictvím elektrických signálů, bez speciálního barvení nebo složitého zpracování, je analýza jednoduchá a mohla by být v budoucnu adaptována do přenosného diagnostického zařízení podobného chytrému telefonu.

Krev obsahuje mnoho dalších proteinů, které mohou diagnostiku narušovat. Aby se tento problém vyřešil, tým aplikoval techniku, která blokuje přilnutí těchto interferujících látek k senzoru. Díky tomu biosenzor dosáhl vysoké citlivosti a dokázal přesně detekovat koncentrace biomarkerů již od 0,81 pg/mL. V testech s krevními vzorky od skutečných pacientů platforma rozlišila mezi zdravými jedinci a pacienty s jaterní fibrózou s 95,24% citlivostí a 100% specificitou (pravděpodobnost správné identifikace zdravých jedinců jako zdravých), což demonstruje silný diagnostický výkon.

Profesor Park zdůraznil význam tohoto výzkumu: „Tento výzkum je významný tím, že ukazuje, že jaterní onemocnění lze detekovat včas jednoduchým krevním testem, aniž by pacienti museli podstoupit bolestivou tkáňovou biopsii.“ Vědci doufají, že pokud bude tato technologie dále rozvinuta do kompaktního diagnostického zařízení použitelného i v místních klinikách, pomůže mnoha lidem včas odhalit a zvládat jaterní onemocnění, než se rozvine do pokročilejšího stadia.