Ny kreftteknologi: Fanger signaler dagens metoder ikke kan se

Forskere ved Michigan State University har utviklet et nytt bildesystem som oppdager ultrafine lyssignaler fra kreftceller som dagens verktøy ikke ser. Ved å kombinere SERS-nanopartikler og en superfølsom lysdetektor registrerer systemet Raman-signaler som er rundt fire ganger svakere enn kommersielle løsninger fanger opp. Målet er raskere screening, tidligere oppdagelse og på sikt kortere vei til behandling.

Hva er nytt og hvorfor det betyr noe

Teknologien, publisert i tidsskriftet Optica, skiller kreftceller fra friske celler ved å lese ekstremt svake lyssignaler. Nanopartikler er designet for å feste seg til tumormarkører, slik at kreftområder blir tydeligere under undersøkelse. Dette kan transformere kreftdiagnostikk ved å redusere ventetid og gi raskere behandlingsstart.

«Tradisjonelle metoder for kreftdiagnostikk er tidkrevende og arbeidsintensive fordi de krever farging av vevsprøver og at en patolog må lete etter avvik,» forklarer forskningsleder Zhen Qiu fra Institute for Quantitative Health Science and Engineering ved Michigan State University. «Selv om systemet vårt ikke umiddelbart vil erstatte patologi, kan det tjene som et raskt screeningverktøy for å akselerere diagnosen.»

Begrepene, kort forklart

SERS (surface-enhanced Raman scattering): Forsterker svake lyssignaler fra molekyler ved hjelp av nanopartikler.
SNSPD (superconducting nanowire single-photon detector): Superkjølt detektor som kan registrere enkeltfotoner av lys.
Raman-signal: Et svakt lyssignal som avslører molekylers «fingeravtrykk».
Femtomolar: Ekstremt lav konsentrasjon – en billiondels molar.

Slik fungerer gjennombruddet

Hjertet i systemet er en superkjølende nanotrådsdetektor (SNSPD) som registrerer enkeltfotoner. Denne kombineres med en spesialdesignet laser som endrer bølgelengde under analysen. Resultatet er et bildeoppsett som ser signaler dagens systemer går glipp av.

SERS-nanopartikler er skreddersydd til å binde seg til biomarkører på kreftceller. Når laserlyset treffer disse partiklene, forsterkes Raman-signalet slik at tumorområder trer tydelig fram mot minimalt bakgrunnsstøy.

Resultatene: sterk kontrast mellom tumor og friskt vev

Forskerne testet teknologien på flere typer prøver:

Oppnådde femtomolar sensitivitet – detekterer ekstremt små mengder målstoff.
Bildela tumormarkører i dyrkede brystkreftceller, musesvulster og sunt vev.
SERS-signalene var sterkt konsentrert i tumorprøver, med knapt målbar bakgrunn i friskt vev.
Systemet registrerte Raman-signaler ca. 4x svakere enn kommersielle alternativer.

Teknologien har et kompakt design og fiberkobling, noe som gjør miniaturisering og klinisk implementering mer realistisk.

«Denne teknologien kan til slutt muliggjøre bærbare eller intraoperative enheter som gjør det mulig for klinikere å oppdage kreft på tidligere stadier, forbedre nøyaktigheten av biopsiprøvetaking og overvåke sykdomsutvikling gjennom mindre invasive tester,» sier Qiu.

Målretting av tumorer

Metoden kan tilpasses flere krefttyper ved å justere eller bytte målrettende molekyl. I denne studien ble nanopartiklene belagt med hyaluronsyre, som binder seg til CD44-proteinet på mange tumorceller.

Veien videre: raskere målinger og bredere mål

Før klinisk bruk må ytelsen videre opp. Forskerne planlegger å øke avlesningshastigheten ved å utforske raskere laserkilder, inkludert VCSELs (vertical-cavity surface-emitting lasers). De arbeider også med multiplexing-eksperimenter som bruker ulike nanopartikler for å målrette flere biomarkører samtidig.

Dersom utviklingen fortsetter etter planen, kan teknologien redusere forsinkelser i kreftdiagnostikk, forbedre pasientutfall og korte ned veien fra oppdagelse til behandling. Arbeidet viser hvordan grunnforskning i fotonikk og nanoteknologi kan få direkte medisinske anvendelser.

Kilder: ScienceDaily, Optica (journal), SciTechDaily, MedicalXpress, Optics.org

Konklusjon: Et kompakt, fiberkoblet bildeverktøy som ser fire ganger svakere signaler enn dagens systemer, gir et konkret håp om raskere og mer presis kreftscreening. Neste steg er raskere lasere og parallell måling av flere markører – for å bringe teknologien nærmere klinikken.

2. INNHOLD OG ANSVAR

Nyhetsblikk.no publiserer nyhetsartikler og analyser som blant annet kan være automatisk generert ved hjelp av kunstig intelligens (AI), basert på research fra et bredt utvalg av åpne og anerkjente kilder.

Selv om systemet søker å sikre høy grad av nøyaktighet og relevans, kan det forekomme feil, unøyaktigheter eller mangler. Artiklene er ikke manuelt redigert eller forhåndsgodkjent av redaktør.

Nyhetsblikk.no og On-Ramp AS tar ikke redaktøransvar etter Redaktørplakaten eller medieansvarsloven, men følger god praksis for opplysning og transparens.

Vi er åpne for korreksjoner, tilbakemeldinger og ny informasjon som kan bidra til å forbedre innholdet. Slike henvendelser kan sendes til post@on-ramp.no.

3. RETTIGHETER

Alt innhold på nyhetsblikk.no – herunder tekst, bilder, illustrasjoner, grafikk, logoer og design – tilhører On-Ramp AS, med mindre annet er uttrykkelig oppgitt.

Innholdet kan kun benyttes til privat, ikke-kommersiell bruk. Det er ikke tillatt å kopiere, publisere, distribuere eller på annen måte utnytte materiale fra nyhetsblikk.no uten skriftlig samtykke fra On-Ramp AS.

4. ANSVARSBEGRENSNING

Nyhetsblikk.no leveres "som den er", uten garantier for fullstendighet, nøyaktighet, tilgjengelighet eller egnethet for bestemte formål.

On-Ramp AS er ikke ansvarlig for tap, skade eller konsekvenser som måtte oppstå ved bruk av informasjon publisert på nettstedet, med mindre dette skyldes forsett eller grov uaktsomhet.

Lenker til eksterne nettsteder tilbys kun som referanse. On-Ramp AS har ikke ansvar for innhold eller praksis på slike eksterne sider.