Исследователи из Германии разработали новый сенсор для обнаружения клеток, в которых чрезвычайно интенсивно протекает экспрессия фолатных рецепторов, к таким клеткам относятся и некоторые линии опухолевых клеток.

Жаме Кастильо-Леон (Jaime Castillo-León) из Технического Университета Дании разработал сенсор, который представляет собой электрохимическую платформу из графена и пептидных нанотрубок с фолиевой кислотой.

Для метаболизма раковых клеток требуется большое количество фолиевой кислоты, поэтому такие клетки содержат в 500 раз больше фолатных рецепторов по сравнению со здоровыми клетками. Фолатные рецепторы работают подобно антеннам – они, находясь на поверхности клетки, распознают фолиевую кислоту и связываются с ней.

Раковые клетки взаимодействуют с электрохимической платформой сенсора, взаимодействуя с ее фолиевой кислотой, в результате чего уменьшается сила тока, и сенсор может определить концентрацию раковых клеток с высокой точностью – предел обнаружения составляет 250 клеток, проявляющих гиперэкспрессию фолатных рецепторов, на один миллилитр.

Рис. 1. Графеновый электрод, модифицированный
фолиевой кислотой; взаимодействие фолиевой кислоты
с фолатными рецепторами клеток линии HeLa. (Рисунок
из Analyst, 2013, 10.1039/c2an36121c).

Кастильо-Леон отмечает, что помимо раковых клеток избыточная экспрессия фолатных рецепторов происходит и у некоторых других клеток, например – клеток, инфицированных лейшманиозом (Лейшманиоз – заболевание, относящееся к числу так называемых «забытых болезней», распространенных в тропических и субтропических странах; вызывается паразитирующими простейшими, которые передаются человеку через укусы москитов

Лейшманиоз встречается в 88 странах Старого и Нового Света, из которых 72 относятся к развивающимся странам). Отдельные случаи заболевания лейшманиозом встречаются и в Европе. Главным эти случаи объясняются контактом заболевших с инфицированными животными, ввозимыми из стран, находящихся в зоне риска по лейшманиозу. Кастильо-Леон предполагает, что

новый сенсор позволит выявлять инфицированных животных, чтобы не давать импортерам перевозить их через границу.

Исследователи предполагают, что биосенсорная платформа, использующаяся для изготовления этого сенсора, может быть расширена до размера целой системы, позволяющий одновременно проводить сразу нескольких образец в один момент времени. Такая модификация сенсорной системы позволит применять ее для высокоскоростного скрининга потенциальных противоопухолевых препаратов, изучая их влияние на раковые клетки – так можно будет одновременно оценивать эффективность тысяч соединений. Простота электрохимической платформы позволяет миниатюризировать и разработать устройство диагностики, которое можно применять в полевых условиях.

Специалист по биомедицинской диагностике Юехе Лин (Yuehe Lin) отмечает, что

у новой разработки есть большой потенциал для применения для ранней диагностики заболеваний, при которых в клетках происходит избыточная экспрессия фолатных рецепторов. ОН также предполагает, что методика может быть расширена для определения и других биомаркеров заболеваний.