طوّر العلماء حساسًا قائمًا على الضوء يمكنه تحديد كميات ضئيلة من علامات بيولوجية للسرطان في عينات الدم، مما قد يمكّن من الكشف المبكر أكثر من المسح التقليدي. تجمع التكنولوجيا بين هياكل نانوية من الحمض النووي، وCRISPR، ونقاط الكم لإنتاج إشارة واضحة من بضع جزيئات فقط. أظهرت الاختبارات على مصل مرضى سرطان الرئة نتائج واعدة على مستويات تحت الاتومولار.
أنشأ باحثون في جامعة شنتشن ب الصين حساسًا مبتكرًا لاكتشاف علامات بيولوجية للسرطان عند تركيزات منخفضة للغاية في الدم. نُشر في مجلة Optica، يستخدم الجهاز توليد التوافق الثاني (SHG)، وهو عملية تحويل الضوء إلى نصف طول موجته على سطح كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂). يتجنب هذا النهج الحاجة إلى تضخيم كيميائي، مما يبسط عملية الكشف. يدمج النظام رباعيات الحمض النووي —هياكل نانوية على شكل هرم— لتحديد موقع نقاط الكم بدقة بالقرب من MoS₂. تعزز هذه النقاط الكمية المجال البصري وتضخم إشارة SHG. تستهدف تكنولوجيا CRISPR-Cas12a علامات بيولوجية محددة؛ عند الكشف، تقطع خيوط الحمض النووي التي تحمل نقاط الكم، مما يسبب انخفاضًا قابلًا للقياس في إشارة SHG. يقلل هذا الطريقة من الضوضاء الخلفية، مما يسمح بالكشف دون خطوات إضافية تضيف وقتًا وتكلفة. «يجمع حساسنا بين هياكل نانوية مصنوعة من الحمض النووي مع نقاط الكم وتكنولوجيا تحرير الجينات CRISPR لاكتشاف إشارات علامات بيولوجية ضعيفة باستخدام نهج قائم على الضوء يُعرف بتوليد التوافق الثاني (SHG)»، قال هان زانغ، قائد فريق البحث. اكتشفت المنصة miR-21، وهو ميكرو آر إن مرتبط بسرطان الرئة، في عينات مصل بشري من المرضى. أظهرت تحديدًا عاليًا، متجاهلة خيوط آر إن مشابهة ومستجيبة فقط للهدف. «عمل الحساس بشكل استثنائي، مما يظهر أن دمج البصريات والمواد النانوية والبيولوجيا يمكن أن يكون استراتيجية فعالة لتحسين الجهاز»، أضاف زانغ. يمكن توسيع التكنولوجيا لاكتشاف الفيروسات أو البكتيريا أو السموم أو علامات بيولوجية للزهايمر. تشمل الخطط المستقبلية تصغير النظام للاستخدام المحمول في العيادات أو المناطق النائية، مما قد يسمح بفحوصات دم روتينية لمراقبة تقدم المرض أو فعالية العلاج بشكل أكثر تكرارًا من التصوير. «للتشخيص المبكر، يحمل هذا الطريقة وعداً بتمكين فحوصات دم بسيطة لسرطان الرئة قبل أن يكون الورم مرئيًا في مسح مقطعي محوسب»، لاحظ زانغ. يمكن أن يحسن هذا معدلات البقاء على قيد الحياة ويقلل تكاليف الرعاية الصحية من خلال تسهيل التدخلات المبكرة.
