Микрофлюидный чип открывает новый этап ранней диагностики рака

Миниатюрная «лаборатория на чипе» может изменить экономику онкологического скрининга

Ранняя диагностика остается одним из главных факторов, определяющих эффективность лечения онкологических заболеваний. Во многих случаях вероятность успешной терапии напрямую зависит от того, насколько быстро удается обнаружить патологический процесс.

На этом фоне внимание привлекает разработка холдинга «Росэл» Госкорпорации «Ростех» — электрохимическая система «Биосенсор», созданная в формате микрофлюидного чипа. По данным компании, устройство предназначено для выявления биомаркеров онкологических заболеваний в крови и лимфе на ранних стадиях развития болезни.

Аптамеры становятся альтернативой традиционным лабораторным тестам

Ключевой особенностью системы является использование аптамеров — синтетических молекул ДНК или РНК, которые способны избирательно связываться с определенными белками.

В диагностике это особенно важно, поскольку многие опухолевые биомаркеры присутствуют в организме в крайне низких концентрациях. Чем выше чувствительность системы, тем больше вероятность обнаружить патологические изменения до появления выраженных клинических симптомов.

Разработчики утверждают, что именно высокая чувствительность стала одним из главных преимуществ новой платформы.

Сам чип имеет размеры всего 11×35 мм. Во время анализа небольшие объемы крови или лимфы проходят через сеть микроканалов, где происходит взаимодействие биологических образцов с системой детекции.

Фактически речь идет о концепции «лаборатории на чипе» — направлении, которое в последние годы активно развивается во всем мире как способ сделать диагностику быстрее, дешевле и доступнее.

Почему микрофлюидные технологии вызывают интерес у рынка диагностики

Микрофлюидика позволяет выполнять сложные лабораторные процессы внутри компактного устройства, используя минимальные объемы реагентов и биоматериала.

Для системы здравоохранения это потенциально означает сразу несколько преимуществ:

• Снижение стоимости: одного анализа;
• Сокращение времени: исследования;
• Уменьшение потребности: в громоздком оборудовании;
• Возможность масштабирования: массовых скрининговых программ;
• Расширение доступа: к диагностике за пределами крупных федеральных центров.

Именно поэтому технологии «лаборатория на чипе» рассматриваются во многих странах как один из перспективных инструментов развития персонализированной медицины и профилактических программ.

Трехслойная электродная архитектура как основа чувствительности системы

Согласно данным разработчиков, в основе «Биосенсора» лежит трехслойная электродная структура, выполненная с использованием меди, никеля и золота.

Такая конструкция применяется для регистрации электрохимических сигналов, возникающих при связывании целевого биомаркера с аптамером.

Для подобных систем качество электродной платформы критически важно. Именно она определяет стабильность сигнала, воспроизводимость результатов и способность обнаруживать молекулы в минимальных концентрациях.

По информации Ростеха, устройство рассчитано на работу в стандартных диагностических лабораториях и не требует сложной специализированной инфраструктуры.

От оборонной микроэлектроники к медицинским технологиям

Интересно, что проект создан на базе НПП «Радиосвязь», входящего в холдинг «Росэл».

Технологическая логика такого перехода выглядит вполне закономерной. Производство микроэлектроники, работа с наноматериалами, создание многослойных структур и эксплуатация чистых помещений во многом пересекаются с требованиями современной биомедицинской инженерии.

Генеральный директор НПП «Радиосвязь» Ринат Галеев отметил, что предприятие уже располагает компетенциями по производству наночастиц и работе в лабораториях с высокой степенью чистоты, что позволяет использовать накопленный промышленный опыт для выпуска биомедицинской продукции.

Проект развивается в рамках биомедицинского кластера Красноярского края при участии ученых Красноярского научного центра СО РАН и Красноярского государственного медицинского университета.

Клинические испытания станут главным этапом проверки технологии

Несмотря на высокий интерес к разработке, ключевые вопросы пока остаются открытыми.

Компания сообщает, что устройство готовится к клиническим испытаниям. Именно этот этап должен показать, насколько результаты лабораторных исследований воспроизводятся в реальной клинической практике.

Для любой диагностической платформы принципиальное значение имеют:

• Чувствительность и специфичность: ключевые параметры эффективности;
• Уровень ложноположительных: результатов;
• Уровень ложноотрицательных: результатов;
• Воспроизводимость: между лабораториями;
• Возможность работы: с различными группами пациентов.

До получения клинических данных говорить о будущем коммерческом успехе технологии преждевременно. Однако сам факт перехода проекта к испытаниям свидетельствует о высокой степени технологической готовности разработки.

Где российская диагностика может получить новое конкурентное преимущество

Если клинические испытания подтвердят заявленные характеристики «Биосенсора», последствия могут выйти далеко за пределы одной диагностической платформы.

Для медицинских организаций это потенциальная возможность расширения программ раннего выявления онкологических заболеваний без значительного роста затрат на инфраструктуру.

Для региональных лабораторий — шанс получить доступ к технологиям, которые ранее были доступны только крупным центрам с дорогостоящим оборудованием.

Для фармрынка развитие подобных решений означает увеличение числа пациентов, выявляемых на ранних стадиях заболевания. Это может постепенно менять структуру спроса на лекарственную терапию, усиливая значение ранних линий лечения и персонализированных подходов.

Дополнительный эффект может возникнуть и для российского сектора медицинских технологий. Успешная коммерциализация подобных платформ способна укрепить позиции отечественных разработчиков в сегменте диагностических устройств, который традиционно зависит от сложного импорта.