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과학

폐암의 조기발견 가능한 센서가 생긴다?

by ○●○●◑◐◐◑● 2020. 4. 8.

소변 검사로 폐암의 존재가 밝혀질 수 있다?

연구에 따르면 간단한 소변 검사로 생쥐에서 폐암의 존재가 밝혀질 수 있습니다. 무거운 흡연자와 같은 폐암 발병 위험이 높은 사람들은 폐의 종양을 감지할 수 있는 컴퓨터 단층 촬영으로 일상적으로 검진을 받습니다. 그러나 이 검사는 폐에서 양성 결절을 픽업하기 때문에 매우 높은 오탐률을 보입니다. MIT의 연구원들은 폐암의 조기 진단에 대한 새로운 접근법을 개발했습니다. 이 질병과 관련된 단백질의 존재를 탐지할 수 있는 소변 검사입니다. 이러한 종류의 비 침습적 검사는 위양 성수를 줄이고 질병의 초기 단계에서 더 많은 종양을 탐지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 조기 발견은 폐암에 매우 중요합니다. 5년 생존율은 종양이 신체의 먼 곳으로 퍼지기 전에 감지된 환자에서 6배 이상 더 높기 때문입니다. MIT 엔지니어들은 폐에 전달될 수 있는 나노 입자를 개발했으며, 여기서 종양 관련 프로테아제는 입자 표면의 펩타이드를 절단하여 리포터 분자를 방출합니다. 이 기자들은 소변 검사로 탐지할 수 있습니다. 암 진단 및 치료 분야를 살펴보면 조기 암 발견 및 예방의 중요성에 대한 새로운 인식이 있습니다. 암을 가로챌 수 있고 조기에 개입할 수 있을 때 암을 볼 수 있는 새로운 기술이 필요합니다. MIT의 코치 합 암 연구 연구소 및 의료 공학 및 과학 연구소의 회원입니다.바티아와 그녀의 동료들은 주입되거나 흡입될 수 있는 나노 입자에 기초한 새로운 테스트가 생쥐에서 2.8 입방 밀리미터 정도의 작은 종양을 발견할 수 있음을 발견했습니다. 바티아는 이 연구의 선임 저자이며, 과학 번역 의학에 게재됩니다. 이 논문의 주요 저자는 MIT와 하버드 대학교 대학원생 인 제시 커크 패트릭과 아바 솔레이 마니, 그리고 현재 MIT 대학원생 앤드류 워렌이며 현재는 세 번째 록 벤처스의 동료입니다. 수년 동안 바티아의 연구실은 프로테아제라고 불리는 효소와 상호 작용하여 암을 감지할 수 있는 나노 입자를 개발해 왔습니다. 이들 효소는 세포 외 매트릭스의 단백질을 절단함으로써 종양 세포가 원래의 위치를 벗어나도록 돕습니다. 이러한 단백질을 찾기 위해 바티아는 암 관련 프로테아제에 의해 표 적화되는 펩티드로 코팅된 나노 입자를 생성했습니다.입자는 종양 부위에 축적되며, 여기서 펩티드는 절단되어 생체 시료를 방출하여 소변 샘플에서 검출할 수 있습니다. 그녀의 실험실은 이전에 대장암과 난소암에 대한 센서를 개발했으며, 새로운 연구에서 이 기술을 폐암에 적용하여 미국에서 매년 약 150,000명이 사망했습니다. CT 화면을 받고 긍정적인 결과를 얻는 사람들은 종종 폐암을 찾기 위해 생검 또는 기타 침습적 검사를 받습니다. 어떤 경우에는 이 절차가 합병증을 유발할 수 있으므로 비 침습적 추적 검사는 어떤 환자가 실제로 생검이 필요한지를 결정하는데 유용할 수 있다고 합니다. CT 스캔은 많은 것을 볼 수 있는 좋은 도구라고 합니다. 문제점은 발견한 것의 95 %가 암이 아니라는 것인데, 현재 긍정적인 검사를 하는 너무 많은 환자를 생검해야 합니다."폐암에 대한 센서를 사용자 정의하기 위해 연구진은 암 게놈 아틀라스라는라는 암 관련 유전자의 데이터 베이스를 분석하고 폐암에 풍부한 프로테아제를 확인했습니다. 그들은 이 효소들과 상호 작용할 수 있는 14개의 펩타이드 코팅 나노 입자 패널을 만들었습니다. 그런 다음 연구원들은 두 가지 다른 쥐의 암 모델에서 센서를 테스트했는데, 이 두 모델은 모두 자연적으로 폐종양을 발생시키는 유전적 돌연변이로 설계되었습니다.다른 기관이나 혈류에서 발생할 수 있는 배경 소음을 방지하기 위해 연구원들은 입자를 기도로 직접 주입했습니다. 이 센서를 사용하여 연구원들은 종양 성장이 시작된 후 5주, 7.5주 및 10.5주에 3가지 시점에서 진단 테스트를 수행했습니다. 진단의 정확성을 높이기 위해 기계 학습을 사용하여 종양이 있는 쥐와 그렇지 않은 쥐의 데이터를 구별하는 알고리즘을 학습했습니다. 이 접근법을 통해 연구자들은 종양이 평균 2.8 입방 밀리미터였던 7.5주 초의 쥐 모델 중 하나에서 종양을 정확하게 감지할 수 있음을 발견했습니다. 다른 쥐 균주에서 종양은 5주에 감지될 수 있습니다. 또한 센서의 성공률은 동일한 시점에서 수행된 CT 스캔의 성공률과 비슷하거나 더 우수했습니다. 연구원들은 또한 센서가 또 다른 중요한 능력을 가지고 있음을 발견했습니다. 초기 암과 폐의 비암성 염증을 구별할 수 있습니다. 담배를 피우는 사람들에게 흔히 발생하는 폐 염증은 CT 스캔이 너무 많은 오탐을 생성하는 이유 중 하나입니다. 바티아는 나노 입자 센서가 스크리닝 테스트에서 긍정적인 결과를 얻은 사람들에게 비침습적 진단으로 사용될 수 있으며 잠재적으로 생검이 필요하지 않다고 생각합니다. 인간에게 사용하기 위해 그녀의 팀은 건조 분말 또는 분무기를 통해 흡입될 수 있는 입자 형태를 연구하고 있습니다. 또 다른 가능한 응용은 이 센서를 사용하여 폐종양이 약물 또는 면역 요법과 같은 치료에 얼마나 잘 반응하는지 모니터링하는 것입니다. 바티아는 암을 알고 있고 치료를 받고 있는 환자에게 이 치료제를 복용하여 올바른 약을 복용하고 있는지 확인하는 것이 좋다고 합니다.그녀는 또한 폐렴의 바이러스 및 박테리아 형태를 구별하는 데 사용할 수 있는 센서 버전을 연구하고 있는데, 의사는 항생제가 필요한 환자를 결정하고 코로나 바이러스를 위해 개발된 것과 같은 핵산 검사에 대한 보완 정보를 제공할 수 있습니다. 바티아가 공동 설립한 올림픽 바이오는 간 질환 평가에서 생검을 대체하기 위해이 접근법을 개발하고 있습니다.

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