Domácí test na melanom: Mikrojehlová náplast nahrazuje biopsii

Testování melanomu by se jednoho dne mohlo provádět doma pomocí kožní náplasti a dvouřádkového testovacího proužku – podobně jako domácí testy na COVID-19, tvrdí výzkumníci z Michiganské univerzity.

Nová silikonová náplast s mikroskopickými jehličkami ve tvaru hvězdy, nazvaná ExoPatch, dokázala u myší rozlišit melanom od zdravé kůže.

Náplast a test představují krok k rychlému testování melanomu v domácích podmínkách, které pomáhají pacientům odhalit nejagresivnější formu rakoviny kůže v rané fázi – bez biopsie nebo odběru krve.

„Jehly ve tvaru hvězdy usnadňují a zmírňují bolest při vpichu, ale jsou tak malé, že pronikají pouze do nejsvrchnější vrstvy kůže – epidermis – a nepropichují cévy,“
uvedla Sunita Nagrathová, profesorka chemického inženýrství na Michiganské univerzitě a spoluautorka studie publikované v časopise Biosensors and Bioelectronics.

Mikrojehličky ExoPatch, dlouhé pouhých 0,6 mm a s šířkou hrotu menší než 100 nanometrů (0,0001 mm), jsou potaženy gelem, který zachycuje exosomy – drobné bublinky vylučované buňkami – z intersticiální tekutiny, která vyplňuje prostory mezi buňkami v epidermis.

Dříve se exosomy považovaly za pouhý „odpad“, který buňky vyhazují k likvidaci. Ve skutečnosti obsahují fragmenty DNA a RNA, které buňky používají k výměně signálů. Exosomy rakovinných buněk mohou napomáhat šíření nádorů tím, že připravují tkáně na přijetí nádorových buněk ještě před jejich příchodem. Detekce těchto exosomů by mohla umožnit dříve odhalit rakovinu než stávající metody.

Gel pokrývající náplast ExoPatch obsahuje protein zvaný annexin V, který přitahuje exosomy a upevňuje je na povrch mikrojehliček. Po odstranění náplasti z kůže se vloží do kyseliny, která rozpustí gel a uvolní exosomy do roztoku. Poté se do roztoku ponoří testovací proužek:

• Pokud vzorek obsahuje exosomy melanomu, objeví se dva proužky,

• Pokud ne, je tam jeden proužek,
  stejně jako u testů na COVID-19.

„Osoba se světlou pletí a mateřskými znaménky musí každých šest měsíců navštěvovat lékaře, aby si nechala udělat biopsii a zjistit, zda se jedná o rakovinné znaménko.
Tento test si můžete udělat doma, výsledky dostanete okamžitě a pokud jsou pozitivní, můžete navštívit dermatologa,“
říká Nagrath.

Jako první krok k ověření této koncepce vědci otestovali ExoPatch na vzorku vepřové tkáně, která má podobnou tloušťku a složení jako lidská kůže. Pomocí mikroskopu zjistili, že mikrojehličky pronikly do kůže asi 350 až 600 nanometrů. Pro srovnání, epidermis na lidském předloktí má tloušťku asi 18 300 nanometrů.

Aby tým otestoval, zda ExoPatch dokáže zachytit exosomy melanomu z kůže, testoval vzorky kůže myší: polovinu od zdravých zvířat a polovinu od myší, kterým byla injikována část lidského melanomového nádoru. Po 15 minutách aplikace byl ExoPatch umístěn pod vysoce zvětšený mikroskop.

„Když jsem viděl mikroskopické snímky, potěšilo mě, jak dobře exosomy přilnuly k mikrojehlám a jak velké byly, jak jsme očekávali, v rozmezí 30–150 nanometrů,“
řekl Scott Smith, postgraduální student chemického inženýrství na Michiganské univerzitě a spoluautor studie.

Poté, co vědci potvrdili, že exosomy přilnuly k ExoPatch, rozpustili gel a nechali vzorky projít testovacími proužky. Test úspěšně rozlišil vzorky melanomu od zdravé tkáně – intenzita druhého proužku byla u vzorků melanomu 3,5krát vyšší.

ExoPatch získal ze vzorků melanomu 11,5krát více exosomálních proteinů ve srovnání se zdravou tkání, což prokazuje jeho schopnost selektivně zachycovat rakovinné exosomy.

Dalším krokem bude pilotní studie na lidech, po níž budou následovat klinické testy, které tuto technologii uvedou do praxe. Kromě melanomu lze gelový povlak ExoPatch upravit tak, aby detekoval exosomy vylučované jinými druhy rakoviny spojenými se solidními nádory, jako je rakovina plic, prsu, tlustého střeva, prostaty a mozku.

„Toto je první náplast navržená k zachycení exosomů specifických pro dané onemocnění z tekutiny pod kůží.
Potenciál tohoto přístupu je obrovský,“
řekl Nagrath.