Test de cancer acasă dintr-o picătură de sânge. Precizie 94,9%. Costă cât o pizza

Un dispozitiv de buzunar care poate salva milioane de vieți

Imaginați-vă că depistarea precoce a cancerului ar fi la fel de simplă, rapidă și ieftină ca o măsurare a glicemiei sau un test de sarcină. Ceea ce până mai ieri părea științifico-fantastic este pe cale să devină realitate. O echipă de cercetători de la Westlake University din China a dezvoltat un detector portabil de cancer, capabil să identifice biomarkerii bolii dintr-o singură picătură de sânge, cu o precizie de 94,9% în detectarea precoce a cancerului pulmonar.

Tehnologia reduce la dimensiuni de buzunar echipamente de laborator care în mod normal ocupă un frigider întreg și crește acuratețea detectării de aproximativ 10.000 de ori față de metodele convenționale, potrivit publicației South China Morning Post (SCMP).

Cum funcționează: „șoaptele luminii” măsurate cu precizie extremă

Provocarea principală a biopsiei lichide – captarea urmelor microscopice ale unei tumori dintr-o simplă recoltă de sânge – a fost dintotdeauna una logistică. Pentru a detecta semnalele slabe ale tumorilor în stadiu incipient, medicii aveau nevoie de aparate uriașe, cu trasee optice complexe, spectrometre scumpe și prisme sensibile. Aceste teste, care costau sute de dolari, erau blocate în laboratoare specializate, departe de pacienții care aveau cea mai mare nevoie de ele.

Cercetătorii de la Westlake au schimbat radical abordarea: s-au concentrat nu pe lungimi de undă complexe, ci pe intensitatea simplă a luminii. Sistemul utilizează un cip de detecție 3D numit BIC (Bound States-in-the-Continuum) și necesită doar cipul respectiv, o sursă de lumină LED și un fotodetector pentru a funcționa.

Mecanismul revoluționar se numește senzor refractometric Q-modulat. Un metamaterial 3D detectează modificări microscopice în modul în care lumina se îndoaie atunci când biomarkerii cancerului sunt prezenți. Pentru a înțelege sensibilitatea uluitoare, imaginați-vă că întreaga gamă a modului în care lumina se poate îndoi este întinsă pe o riglă de un metru. Acest dispozitiv poate detecta modificări de doar câțiva milioimi de metru.

Producție în masă la doar 5 dolari cipul

Echipa a renunțat la procesul laborios de fabricare a cipurilor unul câte unul și a adoptat o tehnică inovatoare bazată pe aluminiu, asemănătoare tiparului mobil. Aceasta permite producția a mii de cipuri 3D identice pe un singur wafer, reducând costul per cip la doar 5 dolari.

Acest cip accesibil necesită doar un LED și un fotodetector pentru a măsura intensitatea luminii, rezultând un dispozitiv simplu, compact, potrivit pentru utilizarea la domiciliu.

Rezultatele testelor clinice: 94,9% acuratețe

Pentru a demonstra eficiența în lumea reală, echipa a colaborat cu Universitatea Xiamen pentru a urmări biomarkerii evazivi ai cancerului pulmonar – vezicule extracelulare (sEVs) – care sunt în mod normal prezenți la niveluri mult prea scăzute pentru ca echipamentele tradiționale de laborator să îi detecteze.

În teste, dispozitivul portabil s-a dovedit de aproximativ 10.000 de ori mai sensibil decât testul standard de laborator (ELISA) la depistarea biomarkerilor cancerului pulmonar în stadiu incipient.

Evaluat pe 171 de probe de ser de la pacienți, dispozitivul de buzunar a atins:

• 94,9% acuratețe pentru detectarea precoce a cancerului
• 92,1% acuratețe pentru monitorizarea post-operatorie

Pentru comparație, metoda standard de laborator a atins o rată de acuratețe de doar 74,7%.

Implicații pentru medicina globală

Cercetarea demonstrează că senzorii de precizie extremă bazați pe lumină pot fi miniaturizați și produși în masă la prețuri accesibile. Astfel, se deschide calea către o nouă generație de instrumente medicale de buzunar.

Indiferent dacă este folosit de un medic dintr-un spital universitar, de un asistent sanitar dintr-un sat izolat sau de un pacient care își face singur testul la masa din bucătărie, această tehnologie își propune să facă detectarea precoce a bolii universală, instantanee și accesibilă la nivel global.

Rămân de parcurs etapele de validare clinică extinsă și obținerea aprobărilor de reglementare, însă principiul este dovedit. Visul unui test de cancer „de tip test de sarcină” este mai aproape ca niciodată.