Dr. Ho Sang Jung’un Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü’ndeki araştırma ekibi tarafından geliştirilen “İdrar metabolitlerinin amplifikasyonu yoluyla kanser teşhisi için yerinde uygulanabilir şerit tipi sensörün geliştirilmesi”nin şematik gösterimi. Kredi: Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü (KIMS)
Bir araştırma ekibi, idrardaki metabolitlerin ışık sinyalini güçlendirebilen ve sahada kanser teşhisi koyabilen şerit tipi bir idrar sensörü geliştirmeyi başardı. Bu sonuç, Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü’nün (KIMS) Yüzey ve Nano Malzemeler Bölümü’nden Dr. Ho Sang Jung liderliğindeki idrarda metabolitleri bulma çabasından geldi. ICT, POSTECH’ten Profesör Junsuk Rho ve Kyung Hee Üniversitesi Tıp Okulu’ndan Profesör Samjin Choi ile yürütülen ortak araştırmada.
Bu teknoloji, prostat kanseri ve pankreas kanserinin muayenesi için ek bir analiz süreci olmaksızın yalnızca ışınlanarak uygulanabilir. test ihtiyacı anında küçük bir hacimde (10uL) idrar damlamasından sonra hafif. Test cihazı, sahada kanserin hızlı ve yüksek hassasiyetle teşhis edilebilmesi için şerit şeklinde üretilmiştir.
Araştırma ekibi, kanser hastalarının idrarında bulunan metabolomik bileşenlerin farklılığına dikkat etmiştir. ve normal insanlar. Kanser hücreleri vücutta çoğaldıklarında anormal metabolizma nedeniyle idrara farklı metabolitler salgılarlar. Bunu mevcut bir teknoloji olarak sınıflandırmak için, yerinde saha uygulamasını sınırlayan pahalı ve büyük ekipman gerekliydi. Araştırma ekibi, gözenekli kağıt üzerinde mercan şeklinde bir plazmonik nanomateryal oluşturarak idrardaki metabolitlerin optik sinyalini 1 milyardan fazla yükselten, yüzeyi geliştirilmiş bir Raman saçılma sensörü geliştirdi. Sensöre idrar damlatıldığında ve ışık ışınlandığında, sensör yüzeyinde kanser metaboliti sinyalleri güçlendirilerek kanseri teşhis etmeyi mümkün kılar. Araştırma ekibi, elde edilen spektral sinyale yapay zeka tabanlı bir analiz yöntemi uyguladı ve prostat kanseri ve pankreas kanseri hastalarının %99’a kadarını normal insanlardan ayırmayı başardı.
Şu anda kullanılan bir dizi kanser teşhis tekniği, kan testleri veya radyolojik yöntemlerle kanser varlığı ve histolojik analiz ile kanseri teşhis eder. Pek çok insan, yıllık sağlık kontrolleri aracılığıyla kanserin ortaya çıkışını takip etmeye çalışır, ancak birçok durumda kanser geç teşhis edilir ve tedavi gecikir veya ölüm meydana gelir. Özellikle tıbbi kör noktada olan kişilerin düzenli kontrol yaptırması zordur, bu nedenle genellikle kanser önemli ölçüde ilerledikten sonra keşfedilir. Bu çalışmada, herkesin kolayca elde edebileceği biyolojik bir örnek olan idrar kullanıldı. Kanser hastası tedavisi sonrası idrar, yerinde hızlı kanser hastası taraması ve nüks izleme teknolojisi kullanılarak yeni bir kanser teşhis yöntemi için kullanılabilir. Ayrıca, şerit tipi sensörün üretim fiyatı birim başına 100 KRW’den az olduğu için toplu inceleme için kullanılabilmesi beklenmektedir.
Üst düzey araştırmacı Ho Sang Jung, Araştırma, “Pankreas kanseri gibi tanı yönteminin iyi bilinmediği kanserlerde saptanması güçtür ve ilk tanıdan sonra hayatta kalma oranı düşüktür. Kore’de her gün 14 pankreas kanseri hastasının öldüğü biliniyor ve kişi başına ekonomik maliyeti yılda yaklaşık 63 milyon won. yeni bir teşhis yöntemi sağlamak için teknoloji.”
Bu çalışma, Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü’nün (KIMS) Temel Araştırma Programı ve Kore Ulusal Araştırma Vakfı tarafından desteklenmiştir. Ayrıca araştırma sonuçları, biyosensörler alanında dünyaca ünlü bir dergi olan ‘Biosensors and Bioelectronics (If: 12.5, JCR top < %3)’ dergisinde 9 Ocak’ta yayınlandı. Araştırma ekibi, Kore ve Amerika Birleşik Devletleri'nde ilgili patentler için başvurdu.
Şu anda araştırma ekibi, prostat kanseri, pankreas kanseri, kolorektal kanser, ve akciğer kanseri hastaları.
Referans: “Etiketsiz insan idrarı algılama ve derin öğrenme destekli kanser taraması için 3D plazmonik mercan nanomimari kağıdı”, yazan Vo Thi Nhat Linh, Min-Young Lee, Jungho Mun, Yeseul Kim , Hongyoon Kim, In Woong Han, Sung-Gyu Park, Samjin Choi, Dong-Ho Kim, Junsuk Rho ve Ho Sang Jung, 9 Ocak 2023, Biyosensörler ve Biyoelektronik.
DOI: 10.1016/j.bios. 2023.115076