Często rak pozostaje niewykryty, aż do jego zaawansowanych stadiów, kiedy leczenie staje się bardzo trudne, a perspektywy mniej obiecujące. Jednak naukowcy ze Szwajcarii opracowali implant, który może ostrzegać osoby noszące go o wczesnym występowaniu raka.
Niedawno media zostały zalane wiadomościami o «inteligentnych tatuażach» – opracowanych przez naukowców z Harvard University w Cambridge, MA. Te innowacyjne rozwiązania pomagają w monitorowaniu zdrowia za pomocą atramentu biosensownego, który zmienia barwę w odpowiedzi na zmiany w składzie płynu śródmiąższowego organizmu.
Teraz prof. Martin Fussenegger – z Wydziału Biosystemów Naukowo-Technicznych w Eidgenössische Technische Hochschule Zürich w Szwajcarii – wraz z zespołem naukowców opracował prototyp innego takiego «tatuażu», który ma na celu precyzyjne wykrycie możliwej obecności nowotworu na bardzo wczesnym etapie.
Wiele rodzajów nowotworów diagnozowanych jest późno, co obniża skuteczność leczenia i sprawia, że pacjenci mają mniejsze szanse na pozytywne długoterminowe efekty zdrowotne.
«Wczesne wykrycie znacznie zwiększa szansę na przeżycie» – wyjaśnia prof. Fussenegger, dodając:
«Na przykład, jeśli rak piersi zostanie wykryty wcześnie, szansa na wyleczenie wynosi 98 procent, ale jeśli guz zostanie zdiagnozowany zbyt późno, tylko jedna na cztery kobiety ma szansę na wyzdrowienie.»
«W dzisiejszych czasach» – kontynuuje – «ludzie zazwyczaj przychodzą do lekarza tylko wtedy, gdy guz zaczyna powodować problemy. W tym momencie często jest już za późno.»
Prof. Fussenegger i jego zespół wierzą, że sytuacja ta może ulec znaczącej poprawie dzięki wyspecjalizowanemu implantowi skóry, który nazywają «tatuażem biomedycznym».
Ich wynalazek ma na celu wykrywanie czterech najczęściej występujących rodzajów nowotworów, które są często diagnozowane z opóźnieniem, a mianowicie: raka piersi, raka płuc, raka prostaty i raka okrężnicy.
Naukowcy przeprowadzili badanie wykonalności, w którym testowali skuteczność i dokładność swojego prototypu na myszach i skórze świń.
Wyniki, które do tej pory okazały się obiecujące, zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie.
Jak działa implant
Na najwcześniejszych etapach rozwoju rakowego, poziomy wapnia we krwi ulegają znacznemu zwiększeniu w zjawisku znanym jako «hiperkalcemia». Badania wskazują, że 30 procent osób z rozpoznaną postacią raka ma podwyższone stężenie wapnia w organizmie.
Implant składa się z szeregu «składników genetycznych», które są wbudowane w komórki organizmu; po umieszczeniu pod skórą, implant jest w stanie monitorować poziom wapnia we krwi.
Gdyby te poziomy wzrosły nienormalnie, melanina – naturalny pigment organizmu – «zaleje» genetycznie zmodyfikowane komórki, nadając im wygląd brązowego pieprzyka. W ten sposób «użytkownik» zostanie ostrzeżony bardzo wcześnie o wszelkich oznakach raka.
«Nosiciel implantu powinien następnie udać się do lekarza w celu dalszej oceny po pojawieniu się mola» – mówi prof. Fussenegger.
«Kret nie oznacza, że dana osoba wkrótce umrze» – dodaje. Wręcz przeciwnie, powinien to traktować jako wczesny sygnał, że może potrzebować sprawdzić swój stan zdrowia.
Implant «jest przeznaczony przede wszystkim do samokontroli, co czyni go bardzo opłacalnym» – zauważa prof. Fussenegger.
Jednakże, jeśli ktoś nie chce być narażony na potencjalny stres związany z tym, że sztuczny «kret» może «zapalić się» w dowolnym momencie, mają także inną opcję.
Prof. Fussenegger i jego zespół opracowali również alternatywny styl implantacji, w którym kolorowy znacznik hiperkalcemii staje się widoczny tylko w specjalnym czerwonym świetle, jak w przypadku koncepcji «niewidocznego atramentu».
To oznacza, że nosiciel implantu wymaga «regularnego sprawdzenia, które może przeprowadzić lekarz» – mówi prof. Fussenegger.
Nadchodzące próby i udręki
Dotychczasowe testy potwierdziły, że implant jest wiarygodnym narzędziem diagnostycznym, ale ma pewne wady. Głównym problemem jest jego krótki «okres trwałości», co oznacza, że musiałby być «aktualizowany» wielokrotnie.
«Enkapsulowane żywe komórki utrzymują się przez około rok» – zauważa prof. Fussenegger, «zgodnie z innymi badaniami, po czym muszą zostać dezaktywowane i zastąpione».
Kolejną przeszkodą jest fakt, że ten implant jest na razie tylko wczesnym prototypem, a potrzeba wielu dalszych badań, zanim będzie można go przetestować na ludziach. Droga do udostępnienia tatuażu biomedycznego jest długa i pracochłonna.
«Ciągły rozwój i badania kliniczne są szczególnie pracochłonne i kosztowne, co stanowi wyzwanie dla naszej grupy badawczej» – wyjaśnia prof. Fussenegger, przyznając, że cały proces badawczy może trwać jeszcze ponad dekadę.
Jednak czekanie i wysiłek, dodaje, są zdecydowanie warte zachodu, ponieważ koncepcja ta ma potencjał, aby pomóc w diagnozowaniu wielu różnych schorzeń – od chorób neurodegeneracyjnych po zaburzenia hormonalne – na wczesnym etapie, co może zrewolucjonizować nasze podejście do zdrowia.
Nowe badania i odkrycia (2024)
W 2024 roku badania nad biomedycznym tatuażem wkroczyły w nową fazę. Ostatnie analizy pokazują, że implant może wykrywać także inne biomarkery związane z chorobami, co otwiera nowe możliwości zastosowania tej technologii w diagnostyce. Wstępne badania kliniczne wykazały, że tatuaż może monitorować nie tylko nowotwory, ale również stany zapalne i zaburzenia metaboliczne, co czyni go jeszcze bardziej wartościowym narzędziem w medycynie.
Co więcej, zespół badawczy wprowadza udoskonalenia w zakresie materiałów, co zwiększa trwałość implantu oraz jego zdolność do precyzyjnego monitorowania zmian w organizmie. Oczekuje się, że w najbliższych latach technologia ta stanie się bardziej dostępna i powszechnie stosowana w praktyce klinicznej, co może znacząco wpłynąć na wczesne wykrywanie chorób i poprawę wyników zdrowotnych pacjentów.
