Većina dijagnostičkih tehnika raka oslanja se na neprijatne i invazivne procedure, kao što su biopsije, endoskopije ili mamografije. Uzorci krvi mogu biti manje neprijatna opcija, iako se samo nekoliko oblika bolesti trenutno može dijagnostikovati na ovaj način. Ali sada su istraživači koji izveštavaju u ACS senzorima razvili metodu laku za upotrebu koja može otkriti male količine molekula povezanih sa rakom u egzosomima u plazmi i efikasno razlikovati maligne i benigne uzorke.
Egzozomi su male vezikule koje se odvajaju od ćelije domaćina, noseći teret, kao što su nukleinske kiseline, lipidi i proteini, unutra. To znači da oni pružaju prozor u stanje ćelije iz koje potiču. Shodno tome, jedinstveno intracelularno okruženje ćelija raka će se odraziti u njihovim egzozomima kroz biomarkere kao što su mikro RNK (miRNA). Ovo su veoma male nukleinske kiseline, dužine samo nekoliko nukleotida, koje regulišu ekspresiju proteina u ćelijama i mogu postati disregulisane u tumorima. Stoga je moguće da bi test krvi jednog dana mogao otkriti ćelije raka jednostavno ciljanjem na ove egzosomalne miRNA.
Ali kvantifikovanje miRNA je bilo teško jer su prisutne na veoma niskim nivoima u egzosomima, što zahteva naporne procese koji mogu dovesti do kontaminacije i izvesti nepouzdane rezultate. Dakle, neki istraživači su analizirali RNK i proteine u vezikulama pomoću alata za uređivanje gena CRISPR. Ali Hua Gao, Kaikiang Zhang i kolege su želeli da razviju način da otkriju mali broj egzozomalnih miRNA povezanih sa rakom koristeći drugačiji CRISPR sistem sa jedinstvenom aktivnošću RNase koja je bila osetljiva, pouzdana i efikasna.
Da bi kreirao metod detekcije, tim je dizajnirao CRISPR/Cas13a sistem da odseče reporterski molekul obeležen fluoroforom i gasiteljem, a zatim ga spakuje u lipozom – u suštini proizvedenu verziju egzozoma. Kada se dva tipa pregrada spoje zajedno, CRISPR teret bi tada stupio u interakciju sa egzosomalnim genetskim materijalom. Ako je ciljna miRNA sekvenca bila prisutna, protein Cas13a se aktivirao i presekao reporterski molekul, proizvodeći fluorescentni signal. U ovim eksperimentima, tim je ciljao miRNA-21, koja je uključena u razvoj nekoliko bolesti, uključujući rak dojke. Metoda je uspešno detektovala ovu miRNA u mešavini sličnih sekvenci sa visokom osetljivošću. U drugim eksperimentima, istraživači su testirali metodu na grupi egzosoma iz zdravih ljudskih ćelija i grupama dobijenim od ćelija raka dojke. Sistem je dosledno razlikovao egzozome povezane sa rakom od onih dobijenih iz zdravih ćelija, pokazujući da bi mogao biti koristan kao dijagnostika raka. Istraživači kažu da ova metoda ima potencijal da brže i lakše postavi dijagnozu i praćenje raka analizom uzoraka krvi.
