Istraživački tim na čelu sa dr Ho Sang Jungom iz Odeljenja za površinske i nano materijale Korejskog instituta za nauku o materijalima (KIMS), istraživačkog instituta pri Ministarstvu nauke i IKT, sproveo je zajedničko istraživanje sa profesorom Junsukom Rhoom iz POSTECH-a i prof. Samjin Choi sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Kiung Hee da pronađe metabolite u urinu i razvije senzor urina u obliku trake koji može pojačati svetlosni signal tih metabolita za dijagnozu raka.
Ova tehnologija se može primeniti na dijagnozu raka prostate i raka pankreasa bez dodatnog procesa analize zračenjem svetlosti u maloj zapremini (10 uL) urina. Test uređaj se proizvodi u obliku trake tako da se rak može brzo i sa visokom osetljivošću dijagnostikovati.
Istraživački tim se fokusirao na razliku u metabolomskim komponentama prisutnim u urinu pacijenata obolelih od raka u odnosu na pacijente bez raka. Kada se ćelije raka razmnožavaju u telu, one luče različite metabolite u urin zbog abnormalnog metabolizma. Da bi se ovi klasifikovali, bila je potrebna skupa i velika oprema, što je ograničavalo primenu na terenu.
Istraživački tim je razvio površinski poboljšan senzor ramanskog rasejanja koji pojačava optički signal metabolita u urinu više od milijardu puta formiranjem plazmonskog nanomaterijala u obliku korala na poroznom papiru. Kada se urin ubaci u senzor i svetlost se ozrači, signali metabolita raka se pojačavaju na površini senzora, što omogućava dijagnozu raka. Istraživački tim je primenio metod analize zasnovanu na veštačkoj inteligenciji na dobijeni spektralni signal i uspeo da razlikuje do 99% karcinoma prostate i raka pankreasa kod pacijenata.
Brojne dijagnostičke tehnike koje se trenutno koriste otkrivaju prisustvo raka putem testova krvi ili radioloških metoda i histološke analize. Mnogi ljudi pokušavaju da prate pojavu raka kroz godišnje zdravstvene preglede, ali u mnogim slučajevima se rak otkrije kasno i lečenje se odlaže. Ova studija je koristila urin, biološki uzorak koji se lako može dobiti. Može se koristiti i za novu dijagnozu raka putem brzog skrininga pacijenata sa rakom na licu mesta i za praćenje recidiva nakon lečenja raka. Pored toga, pošto je proizvodna cena senzora trakastog tipa manja od 100 KRV (približno 0,08 USD) po jedinici, očekuje se da se može koristiti za masovnu inspekciju.
Viši istraživač Ho Sang Jung, koji je zadužen za istraživanje, rekao je: „U slučaju karcinoma kod kojih metoda dijagnoze nije dobro poznata, kao što je rak pankreasa, teško ga je otkriti i stopa preživljavanja nakon početne dijagnoze je niska. Poznato je da 14 pacijenata obolelih od raka pankreasa umire svakog dana u Koreji, a ekonomski trošak po osobi je oko 63 miliona vona godišnje.
„Pošto je rana dijagnoza najvažnija za neizlečive bolesti kao što je rak, očekujemo da će ova tehnologija pružiti novu dijagnostičku metodu.
Rezultati istraživanja objavljeni su 9. januara u časopisu Biosenzori i bioelektronika. Istraživački tim je prijavio srodne patente u Koreji i Sjedinjenim Državama.
Trenutno, tim postepeno povećava tipove raka koji se mogu dijagnostikovati analizom urina obolelih od kolorektalnog karcinoma i raka pluća.
