Η τεχνολογία των smartphones αποτέλεσε έμπνευση για τη δημιουργία μιας συσκευής η οποία μπορεί να επιτρέψει την εξ αποστάσεως και με χαμηλό κόστος μοριακή διάγνωση καρκινικών όγκων και άλλων ασθενειών στις περιοχές που στερούνται ιατρικής τεχνολογίας αιχμής.

Ερευνητές του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης χρησιμοποιούν την τεχνολογία που παράγει ολογράμματα για να συγκεντρώσουν λεπτομερείς μικροσκοπικές εικόνες, σε τρισδιάστατη μορφή, για ψηφιακές αναλύσεις μοριακής σύνθεσης κυττάρων και ιστών. Η εφεύρεσή τους περιγράφεται στα Χρονικά της Αμερικανικής Ακαδημίας Επιστημών (PNAS).

Η συσκευή D3 system (digital diffraction diagnosis) είναι σε πειραματικό στάδιο. Αποτελείται από μια μονάδα απεικόνισης με έναν λαμπτήρα διόδου φωτοεκπομπής (LED) ο οποίος τροφοδοτείται από μια μπαταρία προσαρμοσμένη σε ένα smartphone που καταγράφει δεδομένα εικόνων υψηλής ευκρίνειας με την κάμερά της.

Η D3 μπορεί συνεπώς να απομνημονεύει σε μια μόνο εικόνα τις μοριακές πληροφορίες περισσοτέρων από 100.000 κυττάρων από ένα δείγμα αίματος ή ιστού.

Οι πληροφορίες αυτές μπορούν στη συνέχεια να μεταδοθούν για ανάλυση σε έναν διακομιστή από απόσταση που μπορεί να παράγει γραφήματα και αυτό μέσω ενός κρυπτογραφημένου δικτύου. Τα αποτελέσματα αποστέλλονται γρήγορα στο ιατρικό κέντρο.

Εξέταση έναντι 1,80 δολαρίου

Για τη διενέργεια μοριακών αναλύσεων όγκων, το δείγμα του αίματος ή του ιστού σημαδεύεται με πλαστικά μικροσφαιρίδια που είναι προγραμματισμένα για να προσδεθούν στα καρκινικά μόρια. Η ανάλυση της εικόνας που περιέχει τα μοριακά δεδομένα των δειγμάτων επιτρέπει να ξεχωρίσουν γρήγορα τα καρκινικά μόρια από τα υγιή.

Ένα πιλοτικό τεστ της D3 με αλληλουχίες καρκινικών κυττάρων επέτρεψε τον εντοπισμό της παρουσίας πρωτεϊνών όγκου με ακρίβεια και διασαφήνιση αντίστοιχες των καλύτερων συστημάτων μοριακής ανάλυσης που υπάρχουν σήμερα, σύμφωνα με τους εφευρέτες της. Η D3 μπορεί να κάνει ταυτόχρονη ανάλυση περισσότερων από 100.000 κυττάρων.

Οι ερευνητές στη συνέχεια πραγματοποίησαν αναλύσεις δειγμάτων ιστού του τραχήλου της μήτρας 25 γυναικών, των οποίων το κολπικό επίχρισμα παρουσίαζε ανωμαλίες.

Η συσκευή D3 επέτρεψε να εντοπιστούν γρήγορα και χωρίς λάθη τα δείγματα υψηλού κινδύνου για καρκίνο, αυτά του χαμηλού κινδύνου και τα καλοήθη, λαμβάνοντας τα ίδια αποτελέσματα σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα ανάλυσης.

Οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης δείγματα της βιοψίας πρησμένων γαγγλίων από οκτώ άτομα και εντόπισαν χωρίς λάθη τέσσερα λεμφώματα, την καρκινική προσβολή του λεμφικού συστήματος.

Εκτός από την ικανότητά του να αναλύει τη φύση των πρωτεϊνών στο αίμα και τους ιστούς, το σύστημα βελτιώθηκε επίσης για να επιτρέπει τον εντοπισμό με πολύ μεγάλη ευαισθησία του DNA, για παράδειγμα του HPV, του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων που ευθύνεται κυρίως για τον καρκίνο της μήτρας.

Στα διάφορα πιλοτικά τεστ που πραγματοποιούνται από τους επιστήμονες αυτούς με τη συσκευή D3, τα αποτελέσματα των αναλύσεων είναι έτοιμα σε λιγότερο από μια ώρα και κοστίζουν 1,80 δολάριο το τεστ, ενώ αναμένεται το κόστος να μειωθεί με τις βελτιώσεις που θα επιδεχτεί το σύστημα.

«Η πλατφόρμα D3 θα επιτρέψει να βελτιωθεί και να επεκταθεί η ανίχνευση του καρκίνου σε τιμή συμβατή με τους περιορισμένους οικονομικούς πόρους που διαθέτουν ορισμένες περιοχές», υπογραμμίζει ο δρ Ραλφ Βαϊσλέντερ, υπεύθυνος του Κέντρου Βιολογίας Συστημάτων του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης, βασικός συντάκτης της μελέτης.

«Επωφελούμενο από την αυξανόμενη διάδοση της τεχνολογίας των κινητών τηλεφώνων στον κόσμο, το σύστημα D3 αναμένεται να επιτρέπει τον γρήγορο εντοπισμό των υπόπτων κρουσμάτων καρκίνου ή των υψηλού κινδύνου και να αποφεύγεται η αναμονή των αποτελεσμάτων των αναλύσεων εξαιτίας ανεπαρκών υπηρεσιών σε ορισμένες περιοχές και χώρες», υπογραμμίζει.