Nowy system umożliwiający diagnozowanie raka płuc poprzez analizę oddechu

Gdy ludzki organizm rozkłada tłuszcze w procesie zwanym metabolizmem cholesterolu lipolitycznego. To najpowszechniej występujący węglowodór pochodzenia roślinnego oraz produkowany przez ssaki, stanowiący do 70 proc. ilości węglowodorów w powietrzu wydychanym przez człowieka.

Pomiar jego stężenia jest łatwy do przeprowadzenia i może być wykorzystywany do badania różnych zjawisk metabolicznych w organizmie, np. zaburzeń gospodarki tłuszczami. Jak przekonuje zespół naukowców z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach, można go też wykorzystać do wykrywania raka płuc, a mówiąc precyzyjniej jego obniżony poziom w wydychanym powietrzu może sygnalizować obecność choroby.

Ale jak to stwierdzić? Zwłaszcza że wykrywanie bimarkerów w oddechu obarczone jest pewnymi wyzwaniami.

Poziom izoprenu a rak płuc

W przypadku izoprenu potrzebne są też (PPB, ang. parts per billion). Badacze skoncentrowali się na dopracowaniu sensorów na bazie nanopłatków tlenku indu, które spełniałyby te kryteria. Po przeprowadzeniu kilku eksperymentów udało im się stworzyć sensor na bazie tlenku metalu zawierającego platynę (Pt), ind (In) i nikiel (Ni). Ten typ materiału, nazwany Pt@InNiOx, wykazał ultraczułość i był w stanie wykrywać poziomy izoprenu już od dwóch PPB.

Sensor reagował bardziej na izopren niż na inne związki występujące w ludzkim oddechu i działał stabilnie w czasie testów. Obejmowały one wbudowanie nanopłatków Pt@InNiOx do przenośnego urządzenia, które następnie wykorzystano do badania próbek oddechu od 13 uczestników, w tym pięciu chorych na raka płuc.

To odkrycie może oznaczać większe szanse na wcześniejsze, łatwiejsze i znacznie tańsze wykrywanie raka płuc niż w przypadku tradycyjnych metod, które są zazwyczaj stosowane dopiero, gdy pacjenci wykazują niepokojące objawy. Światowa Organizacja Zdrowia odnotowała , a wczesne wykrywanie za pomocą takich metod mogłoby znacząco przyczynić się do zapobiegania im.

Warto zaznaczyć, że artykuł naukowców, opublikowany w czasopiśmie ACS Sensors, opierał się na stosunkowo małej grupie testowej. Zespół badawczy podkreślił też, że konieczne są dalsze badania nad materiałami do wykrywania, dodatkowa analiza danych, integracja technologii w urządzeniach przenośnych oraz głębsze badania nad zależnością między izoprenem w oddechu a rakiem płuc, zanim metoda ta stanie się dostępna komercyjnie.