Biosensor przyspieszy badanie enzymu uczestniczącego w rozwoju raka

Szybsze i dokładniejsze badanie ilościowe enzymu uczestniczącego w rozwoju nowotworów ma umożliwić biosensor wymyślony przez Annę Tokarzewicz, doktorantkę uniwersytetu w Białymstoku. Biosensor został zgłoszony jako wynalazek do urzędu patentowego.

Tokarzewicz w swoim projekcie przygotowała biosensor do ilościowego oznaczania enzymu macierzowej metaloproteinazy-1 (MMP-1) w próbkach biologicznych, np. moczu, krwi. W jej ocenie przez to, że związek ten uczestniczy w rozwoju nowotworów, może on zostać uznany za potencjalny marker nowotworowy w diagnostyce raka. 

Obecnie - jak powiedziała doktorantka - nie ma szybkiej i dokładnej metody, którą można badać ilościowo ten związek w próbkach naturalnych. Dodała, że szeroko stosowaną metodą w badaniach biomedycznych jest tzw. test ELISA. W jej ocenie, podczas używania tej techniki mogą być generowane błędy pomiarowe, co jest spowodowane zmianą funkcjonalności oznaczanych związków poprzez zastosowanie specjalnych znaczników w trakcie przeprowadzania tego testu. Stąd zrodził się pomysł na - jak mówiła - "szybsze i dokładniejsze pomiary". 

Zaprojektowany przez Tokarzewicz biosensor potrzebny jest do oznaczania ilości macierzowej metaloproteinazy-1 (MMP-1). Wynalazczyni wyjaśniła, że macierzowa metaloproteinaza-1 to związek, który degraduje składniki macierzy zewnątrzkomórkowej - mieszaniny wypełniającej przestrzeń między komórkami. 

- Znajdują się tam różnego rodzaju związki, np. kolagen, fibronektyna, laminina; i właśnie ten enzym (metaloproteinaza-1) degraduje jeden ze składników tej mieszaniny - kolagen różnego typu. Dzięki temu enzym ten umożliwia inwazję przerzutowych komórek nowotworowych w innych częściach organizmu, czyli rozwój nowotworu - wyjaśniła Tokarzewicz. 

Biosensor jest to płytka szklana, którą pokrywa się złotem i specjalnymi związkami chemicznymi, takimi jak biologiczny receptor. Poprzez oświetlenie tego biosensora światłem laserowym o odpowiednio dużej energii generowany jest powierzchniowy rezonans plazmonów (elektromagnetyczne pole wygaszające). Jest ono bardzo wrażliwe na zmiany spowodowane związaniem się różnego rodzaju cząsteczek biologicznych z powierzchnią tego biosensora. W zależności od tego, ile cząsteczek zwiąże się z biosensorem, zmienia się intensywność odbitego od niego promieniowania. 

- Porównując intensywność promieniowania odbitego przed interakcją z określoną próbką, w której znajduje się określony związek, z intensywnością promieniowania odbitego po tej interakcji, odczytuje się stężenie tego konkretnego związku w próbce - wyjaśniła Tokarzewicz. 

Jej zdaniem ta metoda jest szybsza i dokładniejsza od testu ELISA; również czas przygotowania i odczytania wyników jest krótszy. Dodatkowo wyniki pomiarów z biosensora otrzymuje się w formie zdjęcia, a nie sensogramów, co umożliwia określenie stężeń w większej liczbie próbek jednocześnie. 

Ostatnio projekt Tokarzewicz zdobył wyróżnienie w konkursie "Technotalent" na innowacyjne projekty młodych ludzi z woj. podlaskiego. (pap)