Специалисты нашей компании создали «лабораторию на чипе», которая обеспечивает возможность определять наличие ряда заболеваний еще до проявления симптомов этих заболеваний. Эта микросистема пока существует в качестве рабочего прототипа, но в дальнейшем IBM разработает единый кремниевый чип со встроенными инструментами для анализа ряда заболеваний, включая рак. Наши специалисты уверены, что такой чип способен заменить стандартную биохимическую лабораторию.
«Лаборатория на чипе» может фильтровать частицы размером вплоть до 20 нм в диаметре. Это ряд вирусов, экзосомы, ДНК. Анализ отфильтрованных частиц позволяет специалистам узнать о присутствии маркеров определенных заболеваний (не только рака). В это время лечение даже самых сложных болезней становится наиболее эффективным. Ранее ряд методов позволял фильтровать частицы гораздо большего размера — например, раковые клетки.
В ближайшее время наши специалисты планируют проверить эффективность методики при диагностике наиболее распространенного онкологического заболевания среди мужчин — рака простаты.
Чип микросистемы содержит ассиметричный массив стержней (nano-DLD), которые и выполняют роль фильтра. Благодаря им задерживаются объекты размером от 20 нанометров. Положительным моментом является и то, что стержни разделяют потоки частиц по их размеру.
Размер чипа составляет 2*2 см, но это, как уже говорилось выше, лишь прототип. В скором времени планируется еще больше увеличить плотность размещения компонентов чипа с повышением эффективности работы миниатюрной лаборатории. Общий поток частиц при этом не задерживается. В ближайшем будущем авторы проекта собираются расширить количество частиц, с которыми может работать «лаборатория на чипе».
Наиболее важными элементами с точки зрения диагностики являются экзосомы. Проблема современных систем анализа в том, что экзосомы слишком малы для изучения. А чип IBM может фильтровать частицы размером от 20 нм, что как раз совпадает с нижним пределом размера экзосом. Эти элементы позволяют получить информацию о клетке, из которой они были извлечены. В них сохраняется информация о клетке, что позволяет узнать наличие и степень развития ряда заболеваний. Таким образом, экзосомы выступают в роли биомаркеров рака.
Густаво Столовицкий, участник проекта по созданию «лаборатории на чипе», утверждает, что подобные методики смогут не только помочь проводить раннюю диагностику рака, но и понять природу таких заболеваний, как вирусные инфекции. Это и вирус Зика, и грипп, и многие другие заболевания. При этом методы диагностики на основе чипа могут быть неинвазивными, их можно будет использовать даже в домашних условиях.
Специалисты отмечают, что если болезнь удалось выявить на ранней стадии, то в большинстве случаев с заболеванием удается справиться (конечно, все зависит от вида заболевания). И «лаборатория на чипе» от IBM вполне может стать одним из наиболее эффективных методов ранней диагностики заболеваний. Возможность выделения экзосом позволяет использовать их в качестве биомаркеров. Этот способ помогает не только выявить заболевание, но и понять, какой способ лучше выбрать для лечения.
Автор: IBM
