癌症检测尿液测试取得显着进展

在结肠癌存在的情况下，小鼠尿液变成蓝色。

在早期检测出ancecancerin的工具可以提高患者的生存率和生活质量。但是，癌症筛查方法通常需要昂贵的设备和前往诊所的旅行，这在医疗基础设施很少的农村地区或发展中地区可能不可行。

因此，即时诊断的新兴领域正在研究更便宜，更快且更易于使用的测试。一对国际工程实验室正在倡导这种方法，并开发了一种工具，可以在存在结肠癌（也称为肠癌）时改变小鼠尿液的颜色。

研究结果发表在《自然纳米技术》上。

这项早期技术是由帝国大学教授莫莉·史蒂文斯（Molly Stevens）和麻省理工学院教授Sangeeta Bhatia领导的团队开发的，其工作原理是将纳米传感器注入小鼠体内，这种纳米传感器被被称为蛋白酶的肿瘤释放的酶切断。

当纳米传感器被蛋白酶分解时，它们会通过肾脏，经过尿液测试后可以肉眼看到，并产生蓝色变化。

研究人员将该技术应用于结肠癌小鼠，发现与健康小鼠的测试样品相比，荷瘤小鼠的尿液变成了亮蓝色。

帝国大学材料与生物工程系的史蒂文斯教授说：“利用这种产生颜色变化的化学反应，可以进行此项测试，而无需昂贵且难于使用的实验室仪器。

“简单的读数可能会被智能手机的图片捕获，并传输到远程护理人员，以使患者接受治疗。”

感应信号

当肿瘤生长和扩散时，它们通常会产生称为生物标志物的生物信号，临床医生可用来检测和追踪疾病。

一类称为基质金属蛋白酶（MMP）的肿瘤酶可通过“咀嚼”通常将细胞保持在原位的组织支架来帮助促进肿瘤的生长和扩散。

许多癌症类型，包括结肠肿瘤，都会产生高水平的几种MMP酶，包括一种叫做MMP9的酶。

在这项研究中，Imperial-MIT团队开发了纳米传感器，其中超小型金纳米簇（AuNC）通过被MMP9破坏的接头与称为中性亲和素的蛋白质载体相连。

创建AuNC蛋白复合物。

为了开发变色尿液测试，研究人员使用了两种AuNC特性-它们的尺寸很小（<2纳米），并且在用化学底物和过氧化氢处理时具有引起蓝色变化的能力。

研究人员设计了AuNC-蛋白质复合物，使其在肿瘤环境或血液中被MMP切割后可分解。分解后，释放的AuNCs通过血液传播到肾脏，肾脏小到足以过滤通过并进入尿液。

在没有高MMP水平的健康小鼠中，复合物保持完整，并且太大而无法进入尿液。如果AuNCs浓缩在尿液中，则化学测试将产生肉眼可见的蓝色变化。

对于这项研究，研究人员开发了被特定MMP切开的传感器，并在小鼠中对其进行了测试。研究人员证明，在对28只注入传感器的小鼠进行的研究中，他们的变色测试可以准确地检测出哪些尿液样本来自结肠肿瘤小鼠，其中14例健康，14例患有结肠肿瘤。

在化学治疗的半​​小时内，只有结肠癌小鼠的尿液才呈现深蓝色。相反，来自健康对照小鼠的尿液未显示颜色变化。

该团队还设计了AuNC表面，使其不会被免疫系统“察觉”，以防止免疫反应或毒性副作用，并防止大量的血清蛋白粘附在其上，这会使纳米传感器过大而无法被肾脏过滤。

AuNC蛋白通过显微镜复合。

在纳米传感器给药后的四个星期的随访中，小鼠没有出现任何副作用的迹象，也没有证据表明蛋白质-传感器复合物或游离的AuNCs在小鼠体内滞留。

帝国理工大学材料系的第一作者之一Colleen Loynachan博士说：“ AuNCs与临床上已经用于成像肿瘤的材料相似，但是在这里，我们正在利用它们的独特特性为我们提供有关疾病的更多信息。但是，在该技术超越实验室之前，仍然需要进行大量优化和测试。”

无障碍诊断

接下来，研究小组将通过在更多的动物模型中对传感器进行测试，以提高诊断的准确性和安全性，从而提高传感器的特异性和灵敏度。

麻省理工学院的共同第一作者阿瓦·索雷曼尼（Ava Soleimany）说：蛋白酶在许多疾病中发挥功能性作用，例如癌症和传染病。通过设计可以被不同蛋白酶切割的传感器版本，我们可以应用基于颜色的测试来检测条件的持久性。

现在，研究人员正在研究一种易于管理的配方，并确定使传感器对多种生物标志物有反应的方法，以区分癌症和其他疾病。