芯片蠕虫,闻「香」识肺癌

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刘慈欣的短篇小说《白垩纪往事》里,恐龙和蚂蚁这两种体型相差巨大的动物,联系的设定非常风趣:体型巨大的恐龙无法完结精细的操作,但关于细巧的蚂蚁来说却垂手可得。

关于人类来说,也总是在凭借其他生物与生俱来的才能补偿自己的缺乏。比方咱们会运用狗超卓的嗅觉来检测易燃易爆物、毒品等危险物品,有的狗在经过练习后还能嗅出癌症。

图片来自:American Kennel Club

癌症,是人们闻之色变的疾病,世界卫生安排的材料显现,癌症是全世界首要死因之一,2020 年有近 1000 万例(或近六分之一)逝世是由癌症导致的。

数据看似可怕,但假如能及早发现和有用医治,许多癌症是能够治好的。发现得早,就能及早医治,然后大大进步存活概率,一起下降发病率和医治费用,改进癌症患者的日子。

《作业细胞》剧照,图片来自:bilibili

但是,癌症的前期发现并不是那么简略,动画《作业细胞》中有拟人化的展现,癌细胞有时会「假装」成正常的细胞,逃避免疫系统的的监测。

《作业细胞》剧照,图片来自:bilibili

而免疫系统遗漏的,这种蠕虫或许能做到。有研讨团队在实验室里发现,一种简略的生物体——秀丽隐杆线虫(C.elegans)能够追寻气味轨道向癌细胞活动。

因而他们开发了一种运用细小蠕虫检测肺癌细胞的设备,会在 2022 年的美国化学学会 (ACS) 春季会议进步行展现,期望有朝一日能够协助医师在前期无创确诊癌症。

图片来自:American Chemical Society

现在医师一般经过印象学查看或活安排查看来确诊肺癌,但这些办法在前期阶段检测到肿瘤有必定难度。尽管狗经过练习能够嗅出癌症,但在实验室内运用场景有限,所以他们测验运用居住在土壤中的线虫 C. elegans,这种线虫会被某些气味招引或发生排挤。

研讨人员用聚二甲基硅氧烷弹性体系作了一个芯片,在芯片的一端添加了来自肺癌细胞的培育基,在另一端添加了来自正常肺成纤维细胞的培育基。将蠕虫放置在中心腔室一小时后,他们观察到爬向肺癌培育基比爬向正常培育基的蠕虫要更多。

图片来自:New Atlas

不过,相比之下,具有被称为 odr-3 的气味受体基因突变的蠕虫,则没有表现出这种优先行为。

在运用「芯片蠕虫」进行的其它研讨中,研讨人员确认了将秀丽隐杆线虫招引到肺癌细胞的特定气味分子,其间一种是有花香味的「2-乙基-1-己醇」挥发性有机化合物,研讨人员猜想它们的气味或许类似于线虫最喜欢的食物的气味。

图片来自:物竞化学品数据库

根据这些测验,研讨人员估量该设备在检测稀释细胞培育基中的癌细胞方面的功率约为 70%。他们还期望经过运用之前暴露在癌细胞介质中的蠕虫来进步这种办法的准确性和灵敏度,优化用于检测培育的肺癌细胞的「芯片蠕虫」。

他们还方案测验运用尿液、唾液乃至人类呼出的气体进行检测的可行性。还会与医师协作,方案在其他癌症中测验该设备,确认这种办法是否能够在前期协助患者确诊。

图片来自:The Hardin Lab

其实不止是蠕虫,法国的一个研讨团队不久前也开发了一种练习蚂蚁检测癌细胞的办法。研讨人员运用名为 Formica fusca (丝光褐林蚁) 的蚂蚁,在两种类型的乳腺癌细胞进步行了开始测验。

在短短三项练习实验中,研讨人员就能够有用地教会蚂蚁区别癌细胞和非癌细胞,而且准确度与运用狗进行测癌研讨中的准确度类似。但蚂蚁的练习时刻和保护本钱更低(大约需求 30 分钟,而狗需求 6-12 个月),因而比用狗进行检测「性价比」更高。

丝光褐林蚁,图片来自:EUNIS

当然,无论是用蚂蚁仍是用芯片蠕虫检测癌症,现在的研讨都还只在开始阶段,间隔能实践运用还有很长的路要走。咱们天然期望如此低本钱又高效的办法能提前完成,让更多被癌症「进犯」的生命能够被抢救。

本文来自微信大众号 “爱范儿”(ID:ifanr),作者:邓南,本站经授权发布。

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来源:网友投稿 关注: 时间:2022-03-24 09:34
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