15-04-2015
«Selfie» διαγιγνώσκει τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας

photo

Αμερικανοί ερευνητές εμπνεύστηκαν από την τεχνική της ολογραφίας και δημιούργησαν μια συσκευή που μετατρέπει τα smartphones σε διαγνωστικό -από απόσταση- εργαλείο. Όλα αυτά με 1,80 δολάρια.

 

Κι όμως, η κάμερα του τηλεφώνου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί προκειμένου να διαγνώσει τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας καθώς και τον HPV (Ιός Ανθρωπίνων Θηλωμάτων), τον ιό που προκαλεί την ασθένεια. Ερευνητές από το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, στη Βοστώνη, εμπνεύστηκαν από την τεχνολογία των smartphones πρόσθεσαν έναν αλγόριθμο και δημιούργησαν μία συσκευή, η οποία είναι σε θέση να συλλέγει λεπτομερείς και μικροσκοπικές εικόνες δειγμάτων αίματος ή ιστού, που επιτρέπουν την ανίχνευση των προκαρκινικών και καρκινικών κυττάρων, άρα και τη διάγνωση από απόσταση.

 

Οι ερευνητές υποστηρίζουν πως κάτι τέτοιο δεν θα ήταν εφικτό πέντε χρόνια πριν, καθώς η τεχνολογία των smartphones έκανε αυτό το εγχείρημα εφικτό. «Επειδή το σύστημα είναι συμπαγές, εύκολο στη λειτουργία και έτοιμο να ενσωματωθεί με το τυπικό, φορητό smartphone, η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να επιτρέψει ιατρικές διαγνώσεις σε περιορισμένα γεωγραφικά ή / και κοινωνικοοικονομικά περιβάλλοντα», γράφουν στη μελέτη. Η εξέλιξη αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς η διάγνωση της νόσου είναι δαπανηρή και χρονοβόρα.

 

Για να είναι οποιοδήποτε «μέσο» αποτελεσματικό - είτε πρόκειται για ένα εμβόλιο, είτε για ένα φάρμακο είτε για ένα σύστημα πρόληψης-, θα πρέπει να είναι προσβάσιμο στους ανθρώπους που το έχουν ανάγκη. Επί του παρόντος, τα επίπεδα του καρκίνου αυξάνονται παγκοσμίως, αλλά οι σύντομες και φθηνές τεχνικές ελέγχου βρίσκονται πολύ πίσω. Παρά τις πολλές πρόσφατες εξελίξεις στη θεραπεία του καρκίνου, πολλοί ασθενείς σε όλο τον κόσμο δεν λαμβάνουν αποτελεσματική υγειονομική περίθαλψη.

 

Με στόχο να καλύψει το κενό αυτό, η ερευνητική ομάδα, ανέπτυξε μια συσκευή, η οποία αποκαλείται D3 (digital diffraction diagnosis system).

 

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν την τεχνολογία που παράγει ολογράμματα για να συγκεντρώσουν λεπτομερείς μικροσκοπικές εικόνες, σε τρισδιάστατη μορφή, για ψηφιακές αναλύσεις μοριακής σύνθεσης κυττάρων και ιστών.

 

Πώς λειτουργεί

 

Το σύστημα D3 διαθέτει μια μονάδα απεικόνισης με LED (λαμπτήρα διόδου φωτοεκπομπής), που τροφοδοτείται από μπαταρία και συνδέεται με ένα τυπικό smartphone. Προκειμένου να γίνουν οι μοριακές αναλύσεις, προστίθενται μικροσφαιρίδια (το καθένα είναι περίπου 5 μικρά - οι ανθρώπινες τρίχες είναι, κατά μέσο όρο, περίπου 100 μικρά σε διάμετρο) στο δείγμα αίματος ή ιστού. Μετά από περίπου 10 λεπτά, αυτά τα σφαιρίδια είναι προγραμματισμένα να προσκολληθούν σε μόρια που σχετίζονται με τον καρκίνο, εντός του δείγματος κυττάρων. Χρησιμοποιώντας το φως, τα σφαιρίδια, τα οποία είναι αναμειγμένα με τα κύτταρα, δημιουργούν μοναδικές υπογραφές περίθλασης. Οι εικόνες περίθλασης που προκύπτουν, μετατρέπονται ψηφιακά σε εικόνες αντικειμένου και τα «σημαδεμένα» με τα σφαιρίδια κύτταρα, μπορούν να χαρακτηριστούν ως προκαρκινικά ή καρκινικά.

 

Το σύστημα αναλύει έως 10 MB δεδομένων σε λιγότερο από εννέα εκατοστά του δευτερολέπτου. Στην πραγματικότητα, έχει τη δυνατότητα να κάνει ταυτόχρονη ανάλυση περισσότερων από 100.000 κυττάρων και να «αποτυπώσει» τις μοριακές πληροφορίες τους σε μία μόνο εικόνα.

 

Οι πληροφορίες αυτές μπορούν, στη συνέχεια, να μεταδοθούν για ανάλυση σε έναν διακομιστή από απόσταση που μπορεί να παράγει γραφήματα και αυτό μέσω ενός κρυπτογραφημένου δικτύου. Τα αποτελέσματα αποστέλλονται γρήγορα στο ιατρικό κέντρο.

 

photo

Η διάγνωση του καρκίνου του τραχήλου της μήτρας, μέσω της περίθλασης των μικροσφαιριδίων, απεικονίζεται με το πράσινο χρώμα. Όσο περισσότερα είναι τα σφαιρίδια, τόσο μεγαλύτερος και ο κίνδυνος για καρκίνο.

 

Πιλοτικές δοκιμές

 

Το σύστημα D3 έχει δοκιμαστεί σε αγροτικές περιοχές της βόρειας Νέας Αγγλίας, χωρίς προβλήματα. Μια πιλοτική δοκιμή ανίχνευσε την παρουσία πρωτεϊνών όγκου με ακρίβεια που αναλογεί με αυτό του τρέχοντος gold standard για τo μοριακό προφίλ. Επίσης, η D3 ανάλυση δειγμάτων βιοψίας του τραχήλου της μήτρας από 25 γυναίκες με μη φυσιολογικά τεστ Παπανικολάου, τα κατηγοριοποίησε ως υψηλού κινδύνου, χαμηλού κινδύνου, ή καλοήθη, εξίσου αξιόπιστα με τη συμβατική παθολογική ανάλυση. Ακριβής ήταν και η D3 ανάλυση δειγμάτων βιοψίας λεμφαδένα. Τέλος, το σύστημα ανίχνευσε επιτυχώς το DNA του HPV.

 

Το σημαντικότερο, ωστόσο, είναι ότι τα αποτελέσματα από τις πιλοτικές δοκιμές κόστισαν μόνο $ 1,80 ανά δοκιμασία και η τιμή αυτή αναμένεται να μειωθεί όταν το σύστημα θα έχει τελειοποιηθεί.

 

Οι ερευνητές έχουν καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την τεχνολογία D3 και σκοπεύουν να προβούν σε περαιτέρω δοκιμασίες της συσκευής σε περιοχές με περιορισμένους πόρους.

 

Όπως υποστηρίζουν, επωφελούμενο από την αυξανόμενη διάδοση της τεχνολογίας των κινητών τηλεφώνων στον κόσμο, το σύστημα D3 αναμένεται να επιτρέπει τον γρήγορο εντοπισμό των υπόπτων ή των υψηλού κινδύνου κρουσμάτων καρκίνου και αποφεύγοντας την αναμονή των αποτελεσμάτων των αναλύσεων εξαιτίας ανεπαρκών υπηρεσιών σε ορισμένες περιοχές και χώρες.