Washington State University-forskare har utvecklat en teknik som är mer än 30 gånger mer känslig än nuvarande laboratoriebaserade tester för att hitta tidiga cancerbiomarkörer i blod.

Tekniken använder ett elektriskt fält för att koncentrera och separera cancerbiomarkörer på en pappersremsa. Det kan en dag bli en slags flytande biopsi och kan leda till tidigare upptäckt av och snabbare behandlingar mot cancer, en sjukdom som orsakar mer än 9,6 miljoner dödsfall per år runt om i världen.

Leds av Wenji Dong, docent vid Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering, och doktorand Shuang Guo, forskarna kunde upptäcka minimala nivåer av cancermarkörerna i små extracellulära bubblor som kallas exosomer på så lite som 10 minuter. Rapporterar om deras arbete i tidningen, Biosensorer och bioelektronik , forskarna kallar arbetet ett "betydande steg" i utvecklingen av snabba tester och tidig cancerdetektering.

Forskare har länge sökt sätt att upptäcka cancer tidigare för att rädda fler liv. Medan laboratorietester för att upptäcka tumörbiomarkörer i blod har utvecklats, de kan ofta inte hitta cancer i ett tidigt skede eftersom cancermarkörerna är för låga för att upptäcka. Istället, människor får oftast reda på att de har cancer genom invasiva biopsier när tumörer är etablerade.

Under de senaste åren har forskare har upptäckt att ett av sätten cancerceller sprider sig och kommunicerar med andra delar av kroppen är genom små exosomblåsor i blod eller andra vätskor. I storlek från 40 till 120 nanometer, eller ungefär 1000 gånger mindre på bredden än en hårstrå, exosomerna tros transportera molekyler från föräldercancerceller genom kroppen, in och sedan programmera om vänliga celler för att bli cancerösa. Cancerceller utsöndrar också fler exosombubblor än vanliga celler.

"Exosomes ger en unik möjlighet som cancermarkör, "Sa Dong.

Dock, att hitta de cancerfyllda exosomerna i blodprovning är utmanande. De ser ut som vanliga cellexosomer och andra extracellulära bubblor, och de är på mycket låga nivåer i blodet vid tidig cancer.

WSU -teamet använde för första gången en teknik som använder ett elektriskt fält för att snabbt isolera, berika och upptäcka exosomerna som tagits från en prostatacancercellinje.

Tekniken kunde koncentrera sig och sedan separera cancercellsexosomerna från de från normala celler genom immunbindning. Det är, forskarna fångade målet exosomes med hjälp av en antikropp som är specifik för en proteinmarkör på exosomeytan. Forskarna kunde också skilja ut och analysera cancerproteinmarkörer inom exosomerna.

Tekniken var 33 gånger känsligare än konventionella metoder som används i forskningslaboratorier för att upptäcka och analysera exosomer.

"Detta har potential att bli en teknik som kan koncentrera prover i storleksordningar på några minuter, "Sa Dong.

Forskarna demonstrerade sin teknik framgångsrikt med ett testserum. De arbetar nu med att förbättra det med hjälp av en större mängd mänskligt blod som, med en förvirrande blandning av hormoner, lipider, och andra element som flyter runt, kan skapa en utmanande miljö för framgångsrika tester. Forskarna arbetar också med att justera teknikens effektbehov, så att den kan användas portabelt och lättare i en medicinsk miljö.