Istraživački tim u Japanu, koji je predvodio Akira Jokoi sa Univerziteta Nagoja, razvio je inovativnu tehniku koristeći listove celuloznih nanovlakna (CNF) dobijene od drvene celuloze za hvatanje ekstracelularnih vezikula (EV) iz uzoraka tečnosti, pa čak i organa tokom operacije.
EV su male strukture iz ćelija raka koje igraju ključnu ulogu u komunikaciji od ćelije do ćelije. Ekstrakcija i analiza električnih vozila korišćenjem ove nove tehnologije ima potencijal da revolucioniše ranu dijagnozu raka i otvori vrata personalizovanoj medicini. Istraživači su objavili svoje nalaze u časopisu Nature Communications.
Rak je poznat po lošoj prognozi i u mnogim slučajevima ostaje neotkriven sve do uznapredovale faze, ostavljajući pacijentima ograničene mogućnosti lečenja. Rano otkrivanje raka korišćenjem električnih vozila i njihova analiza pruža vitalne informacije o statusu bolesti i njenom napredovanju. Ovo bi trebalo da pomogne lekarima u praćenju i prilagođavanju personalizovanih planova lečenja raka. Međutim, istraživači su bili ograničeni u prethodnim pokušajima da koriste EV zbog nedostatka efikasne strategije izolacije.
Da bi uhvatili EV, Iokoi i njegove kolege su koristili CNF listove napravljene od drvene celuloze da bi ih izvukli iz uzoraka tečnosti sa modela miševa raka jajnika. Pošto materijal ima poroznu nanostrukturu, ploča apsorbuje tečnost koja sadrži EV u svoje pore i zatvara ih nakon sušenja. Otkrili su da su listovi uhvatili i sačuvali EV iz samo deset mikrolitara telesnih tečnosti. Nasuprot tome, trenutne standardne metode, kao što je ultracentrifugiranje, oduzimaju više vremena i zahtevaju mnogo veće uzorke.
„Razvili smo jedinstveno celulozno nanovlakno primenom tehnologije izrade papira i zamene rastvarača“, rekao je Jokoi. „Celulozna nanovlakna koja koristimo su održivi materijal biomase koji dolazi uglavnom od zidova drvenih ćelija. Ovi listovi imaju atraktivna svojstva, kao što su lagana, visoka čvrstoća i što je najvažnije, lako biorazgradivi.“
Koristeći ovu tehniku, istraživači su uspešno izdvojili i analizirali EV, i mikroRNA (miRNA) sadržane u njima iz modela raka jajnika miševa. Pošto se miRNA razlikuju između zdravih i bolesnih pacijenata, one predstavljaju idealan dijagnostički marker za rak. Tim je takođe identifikovao različite skupove miRNA u EV sakupljenim sa površina tumora, od kojih su se neke smanjile nakon uklanjanja tumora.
Praćenje prisustva ili odsustva ovih miRNA može biti lak način da se analizira efikasnost lečenja i zatim prilagodi tretman prema heterogenosti tumora. Heterogenost je čest problem gde čak iu jednom tumoru ćelije raka imaju različite karakteristike i svojstva.
Struktura listova je slična medicinskoj gazi, tako da se lako mogu pričvrstiti i ukloniti čak i kada se stavljaju na organe tokom operacije. Da bi ovo testirala, grupa je koristila nedavno uklonjene ljudske organe. Njihov uspešan test otkrio je uzbudljivo otkriće, pošto su EV na površini tumora pokazali jedinstvene profile miRNA u poređenju sa tumorskim tkivom.
„Površine organa bile su ranije neanalizirana EV subpopulacija, koja sada može biti podvrgnuta biološkim procenama“, rekao je Jokoi. „CNF papir omogućava dobijanje EV sa više mesta u telu. Zatim, proverom molekularnih profila ovih EV, možemo pratiti progresiju bolesti i prilagoditi izbor najboljeg leka, doprinoseći personalizovanoj medicini.“
Dr Takahiro Ochiia, član odbora Međunarodnog društva za ekstracelularne vezikule i predsednik Japanskog društva za ekstracelularne vezikule, oduševljen je potencijalom listova, rekavši: „Analiza egzozoma korišćenjem CNF listova je izuzetno nova metoda i očekuje se da će imati razne primene, uključujući medicinsku upotrebu. Očekujemo da će ovo biti veliki napredak koji će doneti znanje o egzozomima kao medicinskom istraživanju direktno pacijentima.“
Ovo istraživanje ima široke implikacije, otvarajući analizu električnih vozila tokom operacije, što je do sada neistraženo područje. Gledajući unapred, istraživački tim je posvećen unapređenju medicinske primene EV listova za različite bolesti, poboljšanju dijagnostičke tačnosti i pomoći da se uvede u eru personalizovane medicine.
