Naukowcy odkryli "zapach" raka skóry

Zgodnie z wynikami badań Monell Center oraz współpracujących instytucji, zapach wydzielany przez komórki skóry może pomóc w rozpoznaniu czerniaka – najgroźniejszego spośród nowotworów skóry. Naukowcy zademonstrowali również sensory oparte na nanotechnologii, które skutecznie odróżniają komórki rakowe skóry od zdrowych. Te osiągnięcia dowodzą, że nieinwazyjne badanie zapachu skóry może pomagać we wczesnym wykrywaniu czerniaka.

Czerniak to nowotwór atakujący melanocyty – komórki produkujące ciemny pigment, nadający skórze kolor. Ta choroba jest odpowiedzialna za ok. 75% przypadków zgonów spowodowanych rakiem skóry. Im wcześniej zostanie wykryta, tym większe szanse na wyleczenie.

Obecne metody diagnozy polegają głownie na zewnętrznych oględzinach skóry, które jednak często są subiektywne i zależą od umiejętności lekarza.

Najnowsze badania skupiły się na tym, że skóra produkuje wykrywalne w powietrzu cząsteczki chemiczne, tzw. VOC (volatile organic compounds), czyli lotne związki organiczne, które w wielu przypadkach posiadają swój zapach.

George Preti, jeden z autorów opracowania, zajmujący się chemią organiczną w Monell Center dodaje, że te cząsteczki niosą ze sobą mnóstwo informacji na temat chorób takich jak rak, zaburzenia genetyczne oraz infekcje bakteryjne czy wirusowe.

Wyniki badań zostały opublikowane w internetowym magazynie Journal of Chromatography B i wykorzystują skomplikowane próbkowanie oraz techniki analityczne w celu rozpoznania cząsteczek VOC pochodzących z komórek zdrowych oraz rakowych w różnych stadiach choroby. Wszystkie komórki użyte do badania zostały wyhodowane sztucznie.

Za pomocą specjalnego urządzenia naukowcy zebrali wszystkie składniki chemiczne z powietrza znajdującego się w zamkniętych pojemnikach mieszczących różne próbki skóry. Następnie użyto specjalnych technik do analizy różnych rodzajów VOC i odróżnienia substancji wydzielanych przez komórki zdrowe od tych produkowanych przez chore.

Urządzenie zareagowało na oba rodzaje komórek skóry. Komórki rakowe wytwarzały dwa typy substancji: nieróżniące się od tych wydzielanych przez zdrowe komórki oraz specyficzne inne substancje, dzięki którym można było je rozpoznać. Co więcej, urządzenie pozwala rozróżnić rodzaje różnych komórek rakowych.

Naukowcy przeanalizowali cząsteczki VOC pochodzące z normalnych melanocytów oraz komórek rakowych używając poprzednio opisanego nanosensora. Jest on zbudowany z węglowych rurek mikroskopijnych wielkości, pokrytych nićmi DNA. Te mikroskopijne czujniki mogą zostać zaprogramowane do rozpoznawania różnych struktur, w tym specyficznych cząsteczek zapachu skóry. Urządzenie jest w stanie rozróżnić cząsteczki VOC oraz inne składniki od tych wydzielanych przez zdrowe komórki skóry.

A.T. Charlie Johnson, profesor fizyki w University of Pennsylvania i główny twórca nanosystemu, jest podekscytowany odkryciem oraz tym, że te mikroskopijne struktury okazały się skutecznym urządzeniem, przydatnym w medycynie. W planach są kolejne badania, mające na celu rozszerzenie działania mechanizmu także na wykrywanie innych chorób.

Wyniki badań pokazują zasadność studiów nad cząsteczkami VOC w celu szybkiej i nieinwazyjnej diagnozy stanów chorobowych. W dalszych badaniach być może uda się określać stadium choroby. Dotychczasowe badania skupiają się na analizowaniu cząsteczek VOC pochodzących z rakowych struktur skóry dotkniętej wczesnym stadium czerniaka.