تشخیص سرطان پوست با تتوی هوشمند

نورنیوز-گروه اجتماعی: گروهی از محققان کانادایی روش جدیدی برای تشخیص سرطان پوست(ملانوما) قبل از اینکه سرطان روی پوست قابل مشاهده شود، توسعه داده‌اند که به طور بالقوه به پزشکان در مقابله با یکی از کشنده‌ترین اشکال سرطان پوست، یک شروع حیاتی می‌دهد.

این پلتفرم آزمایشی که «SMEAR-ULM» نام دارد، تغییرات حرارتی کوچک تولید شده توسط تومورهای مراحل اولیه را با استفاده از ترکیبی از میکروسوزن‌ها، نانوذرات و تصویربرداری فوق سریع شناسایی می‌کند.

محققان می‌گویند که این سیستم، میکروملانوماها را تنها چهار روز پس از تشکیل در مدل‌های آزمایشگاهی، بسیار زودتر از آنچه سیستم‌های تصویربرداری حرارتی معمولی می‌توانند مدیریت کنند، تشخیص داده است.

دانشمندان می‌گویند سیستم SMEAR-ULM می‌تواند سیگنال‌های حرارتی کوچک از ملانوم تهاجمی را بدون تکیه بر بیوپسی‌های تهاجمی نقشه‌برداری کند.

پرده‌برداری گرما از تومورهای پنهان

میزان بقای ملانوما هنگامی که پزشکان بیماری را زود تشخیص می‌دهند، به طرز چشمگیری بهبود می‌یابد. مشکل این است که کوچکترین تومورها اغلب در طول معاینات معمول با پوست طبیعی ترکیب می‌شوند.

تشخیص فعلی هنوز به شدت به بررسی‌های بصری و به دنبال آن بیوپسی بستگی دارد. این فرآیند می‌تواند ضایعات تهاجمی را در مراحل اولیه خود از دست بدهد یا منجر به اقدامات غیرضروری برای نقاط بی‌ضرر شود. بنابراین، محققان کانادایی بر گرما، چیزی که تومورها به طور طبیعی تولید می‌کنند، تمرکز کردند.

سلول‌های سرطانی انرژی را سریع‌تر از بافت سالم می‌سوزانند. این فعالیت متابولیکی تفاوت‌های دمایی ظریفی را در سطح پوست ایجاد می‌کند. دانشمندان سال‌هاست که از این اثر آگاه هستند، اما دوربین‌های حرارتی موجود فاقد دقت لازم برای تبدیل آن به یک ابزار تشخیصی قابل اعتماد هستند. روش «SMEAR-ULM» این معادله را تغییر می‌دهد.

جینیانگ لیانگ(Jinyang Liang)، متخصص تصویربرداری فوق سریع و بیوفوتونیک می‌گوید: هدف ما ارائه ابزاری با حداقل تهاجم برای تشخیص ملانوم‌های بسیار کوچک، اما همچنان تهاجمی است.

وی افزود: بسیاری از ملانوم‌های خطرناک برای غربالگری بصری بسیار کوچک هستند و بیماران را در معرض سرطان‌هایی قرار می‌دهند که همچنان بدون توجه به رشد خود ادامه می‌دهند.

این سیستم از طریق یک تکه کوچک از میکروسوزن‌های بدون درد که روی پوست قرار می‌گیرند، کار می‌کند. این سوزن‌ها نانوذرات خاکی کمیاب را درست زیر سطح قرار می‌دهند و چیزی را ایجاد می‌کنند که محققان آن را «خالکوبی هوشمند» موقت توصیف می‌کنند.

این ذرات مانند حسگرهای دمای میکروسکوپی عمل می‌کنند. وقتی محققان نور نزدیک به فروسرخ را به پوست می‌تابانند، نانوذرات، نور مرئی ساطع می‌کنند. مدت زمان این تابش بسته به دمای محلی تغییر می‌کند. سپس «SMEAR-ULM» پاسخ را در یک عکس فوری فوق سریع ثبت کرده و آن را به یک نقشه حرارتی دقیق تبدیل می‌کند.

سیستم‌های حسگر میکروسوزنی سنتی اغلب نیاز به اسکن‌های مکرر دارند که استفاده از آنها را در بافت زنده دشوار می‌کند. تصویربرداری فروسرخ معمولی نیز با تاری و نویز تصویر همراه است. همچنین اکثر سیستم‌های حرارتی فقط تومورهای بزرگتر از پنج میلی‌متر را تشخیص می‌دهند که به اندازه‌ای بزرگ است که پزشکان در طول معاینه نیز متوجه آن می‌شوند.

محققان می‌گویند «SMEAR-ULM» فراتر از این حد عمل می‌کند. یینگ‌مینگ لای(Yingming Lai) می‌گوید: ما تمام اطلاعات لازم برای یک نقشه دمایی فوری را در یک عکس ثبت می‌کنیم. وی افزود که این روش حتی در شرایط پیچیده درون‌تنی نیز پایدار می‌ماند.

فراتر از تشخیص ملانوما

این مطالعه از مدل‌های موش‌های مهندسی شده با جهش‌های ژنتیکی مشابه ملانومای انسانی استفاده کرد. به گفته محققان، نتایج نشان می‌دهد که این پلتفرم در نهایت می‌تواند به سمت آزمایش بالینی در افراد حرکت کند.

سیلوین ملوش(Sylvain Meloche) از محققان این مطالعه می‌گوید: اگرچه این مطالعه روی موش‌ها انجام شده است، اما این مدل حیوانی تغییرات ژنتیکی مشاهده شده در ملانوم‌های انسانی را تکرار می‌کند.

این تیم معتقد است که این فناوری در نهایت می‌تواند فراتر از تشخیص سرطان گسترش یابد. نسخه‌های آینده ممکن است سیگنال‌های بیولوژیکی دیگری از جمله سطح pH و غلظت یون‌ها را رصد کنند و دری را به سوی کاربردهای گسترده‌تر تصویربرداری زیست‌پزشکی باز کنند.

در حال حاضر، این موفقیت بر یک هدف، یعنی تشخیص سرطان کشنده پوست قبل از اینکه چشم انسان بتواند آن را تشخیص دهد، متمرکز است.

این مطالعه در مجله Nature Sensors منتشر شده است.