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新的传感器可以提供早期发现肺癌的

澳门太阳城最新网站的工程师已经开发出可以被递送到肺部,其中肿瘤相关的蛋白酶切割的颗粒的表面上的肽,释放报道分子的纳米颗粒。那些记者可以通过尿检来检测。

研究表明,一个简单的尿检可以揭示肺癌的小鼠的存在。


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萨拉·麦克唐纳
电子邮件: s_mcd@mit.edu
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人谁是在患肺癌,如重度吸烟者的高风险,都经常与计算机断层扫描(CT),它可以在肺部肿瘤检测筛选。然而,这个测试有误报率极高,因为它也拿起肺部良性结节。

研究人员在澳门太阳城最新网站现在已经开发出一种新的方法来肺癌的早期诊断:尿检可以检测与疾病蛋白的存在。这种非侵入性的测试可以减少误报和帮助的数量在疾病的早期发现更多的肿瘤。

早期发现是肺癌非常重要,因为五年生存率越高至少六倍于患者的肿瘤,他们扩散到身体远处部位以前进行检测。 

“如果你看看癌症诊断和治疗领域,有早期癌症检测和预防的重要性的重新认识。我们真的很需要那将会给我们看到癌症时,我们可以拦截它和早期干预的能力的新技术,”桑吉塔巴蒂亚,谁是约翰和多萝西·威尔逊学院卫生科学与技术,电气工程和计算机科学教授说,和澳门太阳城最新网站的成员是科赫研究所综合癌症研究和医学工程与科学学院。

巴蒂亚和她的同事发现,新的测试,这是基于可以注射或吸入纳米粒子,可以检测到肿瘤小到2.8立方毫米的小鼠。

巴蒂亚是这项研究的资深作者,今天出现在 科学转化医学。该论文的第一作者是澳门太阳城最新网站和哈佛大学研究生杰西·柯克帕特里克和AVA soleimany,以及前澳门太阳城最新网站研究生安德鲁·沃伦,谁现在是在第三摇滚企业的合伙人。

针对肺肿瘤

几年来,巴蒂亚的实验室一直 发展纳米粒子 可以通过与酶称为蛋白酶相互作用检测癌症。这些酶有助于肿瘤细胞通过细胞外基质的蛋白切割逃脱其原始位置。

发现的那些蛋白质,巴蒂亚创建涂覆有由癌症联蛋白酶靶向肽(短蛋白质片段)的纳米颗粒。所述颗粒积聚在肿瘤部位,其中该肽被切割,释放,然后可以在尿样品中待检测的生物标志物。

她的实验室之前开发结肠癌传感器和 卵巢癌,并在他们的新研究中,研究人员希望这项技术应用到肺癌,杀害大约每年15万人在美国。谁收到的CT屏幕,并得到了积极的结果,人们经常进行活检或其他侵入性测试,以寻找肺癌。在某些情况下,此过程可引起并发症,所以一种非侵入性的后续测试可确定哪些患者真正需要活检有用,巴蒂亚说。

“CT扫描是一个很好的工具,可以看到很多东西,”她说。 “它的问题是,95%的它发现不是癌症,而现在你必须活检病人太多,谁试验阳性。”

定制自己的传感器,用于肺癌,研究人员分析了所谓的癌症基因组图谱,并确定蛋白酶在肺癌丰富的癌症相关的基因数据库。他们创造可与这些酶相互作用的14肽包被的纳米颗粒的面板。

接下来,研究人员在癌症两种不同的小鼠模型中,这两者在设计上采用基因突变导致其自然发展的肺部肿瘤检测的传感器。以帮助防止可能来自其他器官或血液中的背景噪声中,研究人员直接注入颗粒进入气道。

使用这些传感器,研究人员在三个时间点进行他们的诊断测试:5周,7.5周和10.5周后的肿瘤生长的开始。使诊断更准确,他们用机器学习训练的算法从小鼠有肿瘤,并且没有小鼠的数据进行区分。

使用这种方法,研究人员发现,他们可以准确地早7.5周,当肿瘤只有2.8立方毫米,平均检测在小鼠模型中的一个肿瘤。在小鼠中的其它菌株,肿瘤可能5周进行检测。传感器的成功率也相当或比在同一时间点进行CT扫描的成功率更好。

减少误报

研究人员还发现,该传感器具有另一个重要的能力 - 他们可以早期癌症和肺部的炎症非癌区分。肺部炎症,谁抽烟的人较为多见,是的原因之一CT扫描产生这么多的误报。

巴蒂亚预想的纳米颗粒传感器可作为一种非侵入性诊断的人谁得到一个筛选试验阳性结果,可能省去了活检的需要。用于人类,她的团队正在努力可能被吸入干粉或通过雾化颗粒的形式。另一种可能的应用程序正在使用这些传感器来监测肺肿瘤对治疗如何反应,如药物或免疫疗法。

“一个伟大的下一步将是考虑到这一点谁知道癌症,和正在接受治疗的患者,看看他们是在对症下药,”巴蒂亚说。

她也是工作的一个版本的传感器,其可用于 区分 病毒和细菌形式肺炎,这可能帮助医生确定哪些患者需要抗生素,甚至可能像那些用于covid-19正在开发核酸测试提供补充信息之间。 glympse生物,一家公司共同创立的巴蒂亚,也在努力开发这种方法在肝脏疾病的评估,以取代活检。

该研究是由科赫研究所支持美国国家癌症研究所(核心)基金资助,环境健康科学研究所,美国国家科学基金会,澳门太阳城最新网站路德维希中心分子肿瘤学,科赫研究所的癌症纳米大理石中心,通过地从舞台后方肺癌的礼物科赫研究所前沿研究项目,和强生公司。


话题: 研究, 癌症, 诊断, 传感器, 科赫研究所, Electrical Engineering & Computer Science (eecs), 卫生科学与技术, 工程学院, 美国国家科学基金会(NSF), 纳米科学和纳米技术

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