211service.com
Spucksensor entdeckt Mundkrebs
Zum ersten Mal kann ein von Forschern der University of California, Los Angeles (UCLA) entwickelter optischer Sensor Proteine im Speichel messen, die mit Mundkrebs in Verbindung gebracht werden. Das Gerät ist hochsensibel und ermöglicht Ärzten und Zahnärzten, die Krankheit frühzeitig zu erkennen, wenn die Überlebensraten der Patienten hoch sind.
Spucke analysieren: Vor dem Gerät sitzt Leyla Sabet, ein Mitglied des UCLA-Forschungsteams, das den neuen optischen Proteinsensor gebaut hat. Basierend auf einem konfokalen Mikroskop verwenden die Forscher das ultrasensitive System, um Biomarker in Speichelproben nachzuweisen, die mit Mundkrebs in Verbindung gebracht werden.
Die Forscher arbeiten derzeit mit dem National Institute of Health (NIH) zusammen, um die Technologie in klinische Tests zu bringen, damit sie zu einem Gerät entwickelt werden kann, das in Zahnarztpraxen verwendet werden kann. Chih-Ming Ho , ein Wissenschaftler an der UCLA und leitender Forscher für den Sensor, sagt, dass er ein vielseitiges Instrument ist und zum Nachweis anderer krankheitsspezifischer Biomarker verwendet werden kann.
Wenn Mundkrebs in einem frühen Stadium erkannt wird, beträgt die Überlebensrate der Patienten fast 90 Prozent, verglichen mit 50 Prozent im fortgeschrittenen Stadium, sagt Carter Van Waes , Chefarzt der Kopf-Hals-Chirurgie am National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD). Die Amerikanische Krebsgesellschaft Schätzungen dass es 2008 in den Vereinigten Staaten 35.310 neue Fälle von Mundkrebs geben wird. Frühe Formen sind nur durch eine visuelle Untersuchung des Mundes schwer zu erkennen, sagt Van Waes, daher müssen Ärzte entweder eine Biopsie durchführen – Gewebe zum Testen entfernen – oder analysieren Proteine im Blut.
Der Nachweis von Krebs-Biomarkern im Speichel wäre ein viel einfacher durchzuführender Test, aber er ist auch technisch anspruchsvoller: Proteinmarker sind im Speichel schwerer zu erkennen als im Blut. Um den ultrasensitiven Sensor zu entwickeln, begannen die Forscher mit einem Glassubstrat, das mit einem Protein namens Streptavidin beschichtet war, das es anderen Biomolekülen ermöglicht, an das Substrat und aneinander zu binden. Die Forscher fügten dann ein Molekül hinzu, das den Krebs-Biomarker – ein Protein im Speichel namens IL-8 – einfangen und binden würde, von dem frühere Forschungen gezeigt haben, dass es mit Mundkrebs in Verbindung steht. Sie fügten auch Moleküle hinzu, die die Glasoberfläche frei von anderen Proteinen halten sollen, die die Erkennung des Biomarkers verfälschen könnten. Um die Zielmoleküle sichtbar zu machen, fügte Hos Team dann eine Reihe von fluoreszenzmarkierten Proteinen hinzu, die an die eingefangenen IL-8-Marker binden.
Da Speichel eine geringere Proteinkonzentration aufweist als Blut, benötigte das Team eine hochempfindliche Methode, um die markierten Proteine im Hintergrundrauschen zu erkennen, streunende Moleküle im Speichel, die ebenfalls fluoreszieren. Daher verwendeten die Forscher ein konfokales Mikroskop – ein bildgebendes System, das einen Laser verwendet, um das von einer Probe erzeugte Licht zu sammeln –, um den Speichel zu analysieren. Ho und sein Team fanden heraus, dass die Fokussierung des Laserlichts auf einen bestimmten Teil der Probe zu einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis führte, wodurch sie niedrigere Konzentrationen des Krebs-Biomarkers erkennen konnten.
Tatsächlich, so Ho, sei das Gerät 100-mal empfindlicher als das Standardverfahren zum Nachweis von Proteinen, ELISA. Ein umfangreicheres und invasiveres Verfahren, ELISA, erfordert, dass die Proteine vor dem Testen aus dem Blut gereinigt werden.
Das konfokale Mikroskop ist ein ausgeklügeltes Bildgebungssystem, das im Mittelpunkt der Arbeit der UCLA-Forscher steht und letztendlich zur Verbesserung der Detektion geführt hat, sagt John McDevitt , Professor für Chemie an der University of Texas, der auch in der Speicheldiagnostik tätig ist. Die größte Herausforderung für die UCLA-Gruppe besteht nun darin, diese Technik außerhalb eines Labors einzusetzen, sagt er.
Die UCLA-Forscher testeten den optischen Proteinsensor an 40 Patienten – 20 gesunden Probanden und 20 Personen mit Mundkrebs. Die Ergebnisse erwiesen sich zu 95 Prozent als genau, sagt Ho. Die Studie wurde online in der internationalen Fachzeitschrift veröffentlicht Biosensoren und Bioelektronik .
Der neue Sensor ist ein wichtiger Schritt in der Speicheldiagnostik, einem Bereich, der sehr genau untersucht wird, um zu sehen, wo es besser ist, Speichel als Blut zu verwenden, sagt Spencer Redding , Vorsitzender der Abteilung für Zahndiagnostik am Health Science Center der University of Texas in San Antonio, der mit McDevitt zusammenarbeitet. Andere mögliche Anwendungen einer solchen Technologie umfassen die Erkennung von Herzkrankheiten, Infektionskrankheiten und Asthma, sagt Redding.