Исследователи из Корейского института материаловедения разработали инновационный оптический биосенсор для обнаружения микроскопических следов ДНК раковых клеток в крови — ещё до появления симптомов заболевания. Эта передовая технология может стать основой для нового подхода к ранней диагностике рака, благодаря высокой чувствительности, быстроте анализа и применению искусственного интеллекта. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.
При развитии опухолей в организме в крови появляются мелкие участки измененной ДНК, известные как метилированная ДНК. Однако на ранних стадиях её концентрация настолько мала, что её трудно обнаружить стандартными биосенсорами. Команда под руководством доктора Хо Санг Джона преодолела эту проблему, объединив светочувствительные наноматериалы с ИИ-алгоритмами.
Биосенсор использует плазмонные материалы, которые значительно усиливают оптические сигналы, более чем в 100 миллионов раз при взаимодействии со светом. Это позволяет обнаружить даже 25 фемтограммов метилированной ДНК в миллилитре крови, что в 1000 раз превышает чувствительность традиционных методов. Для иллюстрации: это эквивалентно растворению 1/25 000 части сахарного кристалла в капле воды.
Устройство успешно прошло тестирование на образцах крови 60 пациентов с колоректальным раком, достигнув точности в 99%. Биосенсор не только выявил наличие рака, но и чётко определил его стадии — от первой до четвёртой. Кроме того, анализ требовал всего 100 микролитров крови и занимал не более 20 минут, без необходимости в сложной подготовке или дорогом оборудовании.
Эту новую технологию предполагается использовать не только в клиниках и лабораториях, но и для домашней диагностики и в переносных устройствах. По словам доктора Джона, в будущем её планируют применять для выявления других заболеваний, включая аутоиммунные и неврологические расстройства.
Недавно также был разработан метод лечения болезней печени без операций.