В новом исследовании ученые из Китая и США сообщили о разработке нанопористой системы iTEARS, позволяющей диагностировать различные заболевания глаз, системные (мультиорганные), нейродегенеративные и раковые заболевания по анализу слез пациента.
Чтобы поставить правильный диагноз пациенту, необходимо достоверно оценить имеющиеся у него симптомы, которые зачастую могут быть незаметны на ранних стадиях или изменяться при прогрессировании заболевания. Для повышения точности, скорости и удобства постановки диагнозов современные клинические исследования направлены на разработку неинвазивных способов одновременного выявления целого ряда заболеваний.
Анализ экзосом — наноразмерных внеклеточных пузырьков, содержащих различные метаболиты, белки, липиды и регуляторные РНК — как раз один из таких перспективных неинвазивных методов диагностики. Он позволяет получать достоверную информацию о состоянии производящих экзосомы клеток и тканей, выявлять биологические маркеры заболеваний в содержимом этих пузырьков, что поможет с высокой точностью поставить правильный диагноз, а также следить за развитием или успешностью лечения прогрессирующих заболеваний. Экзосомы можно найти в самых разных биологических секретах организма — крови, моче, слюне и слезах.
Однако современные методы выделения экзосом из образцов биологических жидкостей требуют длительных и сложных этапов обработки либо больших объемов материала. Слезы хорошо подходят в качестве материала, поскольку их можно собрать быстро и неинвазивно, хотя в крайне небольшом количестве.
Поэтому исследователи из Медицинского университета Вэньчжоу (Китай) и Гарвардской медицинской школы (США) разработали специальную нанопористую мембранную систему анализа экзосом из слезных выделений, способную работать с такими микрообъемами. Подробное описание своей системы ученые изложили в статье, опубликованной в журнале ACS Nano Американского химического общества.
Разработка команды исследователей — по сути, модификация первоначальной системы, работавшей с образцами мочи и плазмы крови. После сбора образцов система, названная iTEARS («интегрированный анализ слезных экзосом при помощи системы быстрой изоляции»), всего за пять минут фильтрации через нанопористые мембраны позволяет выделить экзосомы из слезной жидкости. Затем из этих внеклеточных пузырьков выделяют нуклеиновые кислоты и белки и анализируют на другом устройстве.
Проведенный анализ более 900 белков, полученных из экзосом, позволил успешно различить пациентов с разными типами синдрома сухого глаза и отличить тех, у кого не было никаких офтальмологических заболеваний. Аналогично iTEARS помог зафиксировать различия в составе экзосомной микроРНК у пациентов с диабетической ретинопатией и здоровых людей. Причем авторы предполагают, что их система может также отслеживать прогрессирование этого заболевания с течением времени.
Ученые уверены, что их работа приведет к созданию более чувствительной, быстрой и минимально инвазивной молекулярной диагностике не только различных заболеваний глаз, но и многих системных (затрагивающих сразу несколько органов и тканей), нейродегенеративных и раковых заболеваний с использованием всего нескольких слезинок.
