Článek
S novou metodou přišli Antonín Hlaváček z Ústavu analytické chemie Akademie věd ČR, Zdeněk Farka z výzkumného centra CEITEC Masarykovy univerzity (MU) v Brně, Hans-Heiner Gorris z Přírodovědecké fakulty MU a jejich kolegové z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR a německé Univerzity v Řezně.
Brněnští vědci popsali způsoby uvolňování genetické informace viru
Výsledky aplikovaného výzkumu mezinárodního multidisciplinárního týmu, jehož součástí byli i experti ze švédské firmy Lumito (která se nyní věnuje komercionalizaci systému), byly v únoru publikovány v odborném časopise Nature Protocols. Informovala o tom tisková mluvčí CEITEC MU Ester Jarour.
| Určité nanočástice vykazují speciální typ luminiscence, tzv. fotonovou upkonverzi. Fotonová upkonverze je zvláštní jev, kdy nanočástice absorbují neviditelné infračervené záření a vyzařují ho v podobě viditelného světla různých barev. Foton-upkonverzní nanočástice jsou velmi malé krystaly s velikostí přibližně 5–100 nm. |
|---|
| „Díky obsahu vybraných lanthanoidů mají schopnost postupně absorbovat několik fotonů s nízkou energií – neviditelné infračervené záření. Nanočástice tak získá dostatek energie pro vyzáření fotonů viditelného světla,“ vysvětluje Antonín Hlaváček. |
| zdroj: Grantová agentura ČR |
Za „zlatý standard“ v klinické diagnostice jsou v současné době považovány imunochemické metody. Nejznámějšími produkty z této kategorie jsou domácí diagnostické rychlotesty jako např. těhotenské testy nebo antigenní testy na covid.
Stávající imunochemické metody však často nemají podle odborníků dostatečnou citlivost pro detekci biomarkerů, které jsou v těle přítomny jen v malém množství.
| Biomarker (biologický marker) je měřitelný indikátor určitého biologického stavu či podmínek. Podle definice je biomarker „charakteristika, která se objektivně měří a vyhodnocuje jako indikátor normálních biologických procesů, patogenních procesů nebo farmakologických odpovědí na terapeutický zásah“. |
„Námi vyvinutá metodika umožňuje tento problém překonat a dosáhnout tak mnohem vyšší citlivosti,“ uvedl Farka, jeden z hlavních autorů studie, která shrnuje výsledky dosažené a publikované v předchozích letech.
Vědci vyvinuli metodu, která může snadno odhalit nemoci. Je rychlejší než PCR
Práce autorů srovnává různé metody přípravy značek na bázi foton-upkonverzních nanočástic od jejich syntézy přes modifikaci povrchu až po vazbu biomolekul, které umožňují specifickou funkci značky. Následně demonstrovali využití těchto značek třeba pro detekci prostatického specifického antigenu: markeru rakoviny prostaty.
Určit množství antigenu
Kromě konvenčního přístupu založeného na měření intenzity luminiscence vědci využili též inovativní přístup založený na počítání jednotlivých značek, což umožňuje přímo určit množství biomarkeru ve vzorku. Metodika tak dokáže nejen zjistit, zda je specifický antigen ve vzorku přítomen či nikoli, ale také přesně „spočítat” jeho množství.
Výzkumný tým ověřil možnost využití nanočástic i v imunohistochemii, a to konkrétně při zobrazování distribuce biomarkeru HER2, který slouží k odhalování rakoviny prsu. V histopatologii bývá identifikace rakovinných buněk založena na označení biomarkerů na jejich povrchu, poté následuje mikroskopické vyšetření a vyhodnocení obrázků patologem.
Z nákazy virem HIV se vyléčila první žena
„Současným trendem jsou ale snahy toto vyhodnocení provádět automaticky za pomoci pokročilých algoritmů. Ukázali jsme, že s použitím nanočástic je možné dosáhnout dostatečně vysokého poměru signálu k pozadí, což je jedním ze základních předpokladů pro automatizaci vyhodnocování histochemických preparátů v takzvané digitální patologii,“ vysvětlil Farka.
Přítomnost velmi malých množství biomarkerů v krvi může podle něj indikovat začátek zhoubného bujení. Jejich včasná detekce tak umožní lékařům diagnostikovat zhoršení zdravotního stavu již v začátcích onemocnění.
„Díky tomu může být léčba zahájena ještě dříve, než se projeví příznaky choroby, což zvyšuje šanci na uzdravení,“ doplnil.
Vědec z Oxfordu pro Novinky: Rychlotest z krve odhalí rakovinu i metastáze
Publikované přístupy mohou být modifikovány rovněž pro detekci dalších biomarkerů – např. troponinu, markeru infarktu myokardu.
Vědci každopádně nejprve prozkoumali metody syntézy a modifikace nanočástic, což zahrnovalo syntetickou chemii. Poté dali dohromady metodiku pro zobrazování jednotlivých nanočástic a nakonec vyvinuli jednotlivé imunochemické metody a ověřili jejich funkčnosti při analýze reálných klinických vzorků.
