Kodune melanoomi test: mikronõela plaaster biopsia asendamiseks

Michigani ülikooli teadlaste sõnul võiks melanoomi testimist ühel päeval teha kodus nahaplaastri ja kaherealise testriba abil – sarnaselt koduste COVID-19 testidega.

Uus mikroskoopiliste tähekujuliste nõeltega silikoonplaaster nimega ExoPatch on suutnud hiirtel melanoomi tervest nahast eristada.

Plaaster ja test kujutavad endast sammu kiire koduse melanoomi testimise suunas, aidates patsientidel avastada nahavähi kõige agressiivsemat vormi varakult – ilma biopsia või verevõtmiseta.

„Tähekujulised nõelad muudavad torke tegemise lihtsamaks ja vähem valusaks, kuid need on nii väikesed, et tungivad läbi ainult naha kõige pealmise kihi – epidermise – ega torka veresooni,“
ütles Michigani ülikooli keemiatehnika professor ja ajakirjas Biosensors and Bioelectronics avaldatud uuringu kaasautor Sunita Nagrath.

ExoPatchi mikronõelad, mille pikkus on vaid 0,6 mm ja otsa laius alla 100 nanomeetri (0,0001 mm), on kaetud geeliga, mis püüab kinni eksosoomid – rakkude poolt eritavad pisikesed mulle – epidermise rakkudevahelisi ruume täitvast interstitsiaalsest vedelikust.

Varem arvati, et eksosoomid on lihtsalt "prügi", mille rakud ära viskavad. Tegelikult sisaldavad need DNA ja RNA fragmente, mida rakud kasutavad signaalide vahetamiseks. Vähirakkude eksosoomid võivad aidata kasvajatel levida, valmistades kudesid ette kasvajarakkude vastuvõtmiseks enne nende saabumist. Nende eksosoomide tuvastamine võib võimaldada vähki avastada varem kui olemasolevate meetoditega.

ExoPatchi kattev geel sisaldab valku nimega anneksiin V, mis tõmbab ligi eksosoome ja kinnitab need mikronõelte pinnale. Pärast plaastri nahalt eemaldamist asetatakse see happesse, mis lahustab geeli ja vabastab eksosoomid lahusesse. Seejärel kastetakse lahusesse testriba:

• Kui proov sisaldab melanoomi eksosoome, ilmuvad kaks riba,

• Kui mitte, siis on üks riba,
  täpselt nagu COVID-19 testide puhul.

„Heleda naha ja sünnimärkidega inimene peab iga kuue kuu tagant arsti juures käima, et teha biopsia ja näha, kas tegemist on vähiga või mitte.
Selle testiga saab seda teha kodus, tulemused kohe kätte saada ja kui need on positiivsed, saab pöörduda dermatoloogi poole,“
ütleb Nagrath.

Kontseptsiooni tõestamise esimese sammuna testisid teadlased ExoPatchi sea koeproovil, mis on paksuse ja koostisega sarnane inimese nahaga. Mikroskoobi abil leidsid nad, et mikronõelad tungisid nahka umbes 350–600 nanomeetri sügavusele. Võrdluseks, inimese käsivarre epidermis on umbes 18 300 nanomeetrit paksune.

Et testida, kas ExoPatch suudab nahalt melanoomi eksosoome püüda, testis meeskond hiire nahaproove: pool tervetelt loomadelt ja pool hiirtelt, kellele süstiti osa inimese melanoomi kasvajast. Pärast 15-minutilist pealekandmist asetati ExoPatch suure võimsusega mikroskoobi alla.

„Kui ma mikroskoopilisi pilte nägin, oli mul hea meel näha, kui hästi eksosoomid mikronõelte külge kleepusid ja olid 30–150 nanomeetri suuruses vahemikus, nagu me ootasime,“
ütles Scott Smith, Michigani ülikooli keemiatehnika magistrant ja uuringu kaasautor.

Pärast seda, kui teadlased olid kinnitanud, et eksosoomid kleepusid ExoPatchi külge, lahustasid nad geeli ja lasid proovid läbi testribade. Test eristas melanoomiproovid edukalt tervetest kudedest – teise riba intensiivsus oli melanoomiproovides 3,5 korda suurem.

ExoPatch eraldas melanoomiproovidest 11,5 korda rohkem eksosomaalseid valke võrreldes tervete kudedega, näidates oma võimet selektiivselt püüda kinni vähi eksosoome.

Järgmine samm on pilootuuring inimestel, millele järgnevad kliinilised uuringud tehnoloogia praktikas rakendamiseks. Lisaks melanoomile saab ExoPatchi geelkatet modifitseerida, et tuvastada eksosoome, mida eritavad ka teised tahkete kasvajatega seotud vähiliigid, näiteks kopsu-, rinna-, käärsoole-, eesnäärme- ja ajukasvaja.

"See on esimene plaaster, mis on loodud haigusspetsiifiliste eksosoomide püüdmiseks nahaalusest vedelikust.
Selle lähenemisviisi potentsiaal on tohutu,"
ütles Nagrath.