Test de melanom la domiciliu: plasture cu microace pentru a înlocui biopsia

Testarea melanomului ar putea fi efectuată într-o zi acasă folosind un plasture cutanat și o bandă de testare cu două linii - similar testelor COVID-19 efectuate acasă, potrivit cercetătorilor de la Universitatea din Michigan.

Un nou plasture din silicon cu ace microscopice în formă de stea, numit ExoPatch, a reușit să distingă melanomul de pielea sănătoasă la șoareci.

Plasturele și testul reprezintă un pas către testarea rapidă a melanomului la domiciliu, ajutând pacienții să detecteze cea mai agresivă formă de cancer de piele din timp - fără biopsie sau recoltare de sânge.

„Acele în formă de stea fac puncția mai ușoară și mai puțin dureroasă, dar sunt atât de mici încât pătrund doar în stratul superior al pielii - epiderma - și nu perforează vasele de sânge”,
a declarat Sunita Nagrath, profesor de inginerie chimică la Universitatea din Michigan și coautoare a studiului publicat în revista Biosensors and Bioelectronics.

Microacele ExoPatch, cu o lungime de doar 0,6 mm și o lățime a vârfului mai mică de 100 nanometri (0,0001 mm), sunt acoperite cu un gel care captează exosomii - bule minuscule secretate de celule - din lichidul interstițial ce umple spațiile dintre celulele epidermei.

Anterior, se credea că exosomii sunt pur și simplu „gunoi” aruncat de celule pentru a fi eliminat. De fapt, aceștia conțin fragmente de ADN și ARN care sunt folosite de celule pentru schimbul de semnale. Exosomii celulelor canceroase pot ajuta la răspândirea tumorilor prin pregătirea țesuturilor pentru a accepta celulele tumorale înainte de sosirea acestora. Detectarea acestor exosomi ar putea permite detectarea cancerului mai devreme decât metodele existente.

Gelul care acoperă ExoPatch conține o proteină numită anexină V, care atrage exosomii și îi atașează de suprafața microacelor. După îndepărtarea plasturelui de pe piele, acesta este plasat în acid, care dizolvă gelul și eliberează exosomii în soluție. O bandă de testare este apoi scufundată în soluție:

• Dacă proba conține exosomi de melanom, vor apărea două benzi,

• Dacă nu, există o singură bandă,
  exact ca în cazul testelor COVID-19.

„O persoană cu pielea deschisă la culoare și alunițe trebuie să meargă la medic la fiecare șase luni pentru o biopsie, ca să vadă dacă sunt canceroase sau nu.
Cu acest test, îl poți face acasă, primești rezultatele imediat, iar dacă sunt pozitive, poți consulta un dermatolog”,
spune Nagrath.

Ca prim pas în demonstrarea conceptului, cercetătorii au testat ExoPatch pe o probă de țesut de porc, care are o grosime și o compoziție similare cu pielea umană. Folosind un microscop, au descoperit că microacele au pătruns în piele la o adâncime de aproximativ 350 până la 600 de nanometri. Pentru comparație, epiderma unui antebraț uman are o grosime de aproximativ 18.300 de nanometri.

Pentru a testa dacă ExoPatch poate capta exosomi de melanom din piele, echipa a testat probe de piele de șoarece: jumătate de la animale sănătoase, jumătate de la șoareci injectați cu o porțiune dintr-o tumoare de melanom uman. După 15 minute de aplicare, ExoPatch a fost plasat sub un microscop de mare putere.

„Când am văzut imaginile microscopice, am fost încântat să văd cât de bine au aderat exosomii la microace și cât de mari erau în intervalul de dimensiuni de 30-150 nanometri, așa cum ne așteptam”,
a declarat Scott Smith, student la masterat în inginerie chimică la Universitatea din Michigan și coautor al studiului.

După ce au confirmat că exosomii se lipeau de ExoPatch, cercetătorii au dizolvat gelul și au trecut probele prin benzile de testare. Testul a reușit să distingă cu succes probele de melanom de țesutul sănătos - intensitatea celei de-a doua benzi a fost de 3,5 ori mai mare în probele de melanom.

ExoPatch a recuperat de 11,5 ori mai multe proteine exozomale din probele de melanom comparativ cu țesutul sănătos, demonstrând capacitatea sa de a capta selectiv exosomii canceroși.

Următorul pas va fi un studiu pilot pe oameni, urmat de studii clinice pentru a pune tehnologia în practică. Pe lângă melanom, stratul de gel ExoPatch poate fi modificat pentru a detecta exosomii secretați de alte tipuri de cancer asociate cu tumori solide, cum ar fi cancerul pulmonar, de sân, de colon, de prostată și cerebral.

„Acesta este primul plasture conceput pentru a capta exosomi specifici bolii din fluidul de sub piele.
Potențialul acestei abordări este enorm”,
a spus Nagrath.