En forskare från University of Houston rapporterar en ny metod för att upptäcka cancer som kan göra cancerupptäckt lika enkelt som att ta ett blodprov. Med en noggrannhetsgrad på 98,7 % har metoden – som kombinerar PANORAMA-avbildning med fluorescerande bildbehandling – potential att upptäcka cancer i det tidigaste skedet och förbättra behandlingens effektivitet.
Den anmärkningsvärt exakta metoden gör det möjligt för forskare att titta in i nanometerstora membransäckar, kallade extracellulära vesiklar eller EV:er, som kan bära olika typer av laster, som proteiner, nukleinsyror och metaboliter, i blodomloppet.
När Wei-Chuan Shih, Cullen College of Engineering professor i el- och datorteknik, och hans team undersökte antalet och lasten av små elbilar inuti patienter med cancer och de utan. Uppsatsen är publicerad i tidskriften Communications Medicine .
"Vi observerade skillnader i små elbilar och last i prover tagna från friska människor jämfört med människor med cancer och kan skilja dessa två populationer utifrån vår analys av de små elbilarna", rapporterar Shih. "Fynden kom från att kombinera två avbildningsmetoder - vår tidigare utvecklade metod PANORAMA och avbildning av fluorescens som emitteras av små elbilar - för att visualisera och räkna små elbilar, bestämma deras storlek och analysera deras last."
År 2020 debuterade Shih med PANAROMA optisk bildteknik, som använder en glassida täckt med guld nanoskivor som tillåter användare att övervaka förändringar i överföringen av ljus och bestämma egenskaperna hos nanopartiklar så små som 25 nanometer i diameter. PANORAMA har fått sitt namn från Plasmonic Nano-aperture Label-free Imaging (PlAsmonic NanO-apeRture LAbel-free imaging), vilket anger teknikens nyckelegenskaper.
För denna forskning, med stöd av National Institutes of Health, handlade det om att räkna antalet små elbilar för att upptäcka cancer.
"Med användning av ett gränsvärde på 70 normaliserade små EV-tal, var alla cancerprover från 205 patienter över denna tröskel utom ett prov, och för friska prover, från 106 friska individer, var alla utom tre över denna gräns, vilket gav en cancerdetektionskänslighet på 99,5 % och specificitet på 97,3 %", sa Shih.
För att ytterligare testa prestandan för detektionströskeln för 70 normaliserade små EV-antal i plasma, analyserade teamet två oberoende uppsättningar prover från stadium I-IV eller återkommande leiomyosarkom/gastrointestinala stromala tumörer och kolangiokarcinom i tidigt och sent skede som var anonymt märkt och blandat med friska prover och uppnått 100 % noggrannhet.
"Med ytterligare optimering kan vårt tillvägagångssätt vara ett användbart verktyg för cancerdetekteringsscreening i synnerhet och ge insikter i biologin hos cancer och små elbilar," sa Shih.
Mer information: Nareg Ohannesian et al, Plasmonisk nano-aperture etikettfri avbildning av enstaka små extracellulära vesiklar för cancerdetektering, Communications Medicine (2024). DOI:10.1038/s43856-024-00514-x
Journalinformation: Kommunikationsmedicin
Tillhandahålls av University of Houston
