Nouvelle alcootest potentiel pour le dépistage du cancer du poumon

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Des chercheurs de l'Université de Chongqing en Chine ont développé un dispositif haute sensibilité basé sur la fluorescence capteur qui peut rapidement identifier liés au cancer composés organiques volatils - les biomarqueurs trouvés exclusivement dans le souffle exhalé de certaines personnes atteintes de cancer du poumon.

Nouvelle alcootest potentiel pour le dépistage du cancer du poumon

Illustration du dispositif de réseau de capteurs croix sensible fluorescent. Cette image montre la structure de la chambre de réaction de type rotatif.

Crédit: J. Lei / Université de Chongqing, en Chine

Leur travail, décrit dans un article publié cette semaine dans la revue Review of Scientific Instruments, AIP Publishing, démontre le potentiel de l'appareil pour être utilisé comme un alcootest pour la détection précoce du cancer du poumon - peut-être une méthode sûre et efficace de détecter le cancer début qui peuvent sauver des vies.

Selon les chercheurs, les résultats de laboratoire sont prometteurs, mais le dispositif devront encore se avérer efficace dans des essais cliniques avant son adoption généralisée comme outil de diagnostic.

"Nos résultats montrent que le dispositif peut distinguer différents types et les concentrations de cancer liés composés organiques volatils avec un tarif précis nearly100 pour cent", a déclaré Jin-can Lei, le chercheur principal et un postdoc de l'Ordre des optoélectronique génie, Université de Chongqing. "Ce serait aussi une méthode rapide en ce que le processus de détection ensemble dans notre expérience ne prend environ 20 minutes."

Basé sur une petite plaque circulaire appelé fluorescente réseau de capteurs croix sensible, une chambre à gaz rotatif spécialement conçu et un système de collecte et de traitement des données, l'appareil peut détecter des gaz liés au cancer du poumon à très faible concentration, ou en dessous de 50 parties par milliard ( ppb), montrant un potentiel d'identifier un cancer du poumon à un stade précoce. Lei dit. Parties par milliard est une unité technique utilisé pour décrire contaminants très faible concentration, la quantité d'une partie par milliard peut être imaginé comme une pincée de sel dans 10 tonnes de croustilles.

"Ainsi, étant donné une base de données complète fluorescente image de tous les gaz cancer du poumon liés, ce dispositif pourrait être utilisé pour identifier et quantifier les différents gaz caractéristiques du cancer du poumon de l'air expiré par les gens", a déclaré Chang-jun Hou, le chef d'équipe et un professeur de l'Ordre des Bioengineering, Université de Chongqing. "Cela peut conduire à un alcootest simple, rapide pour le diagnostic précoce du cancer du poumon."

A, cancer primaire commune

Selon l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), le cancer du poumon est l'un des cancers les plus fréquents chez les hommes et les femmes, ce qui représente 1,8 millions de nouveaux cas et 1,6 million de décès dans le monde en 2012. Aux États-Unis, le nombre de personnes qui meurent du cancer du poumon chaque année a augmenté de façon constante au cours des 15 dernières années à 159 260 personnes en 2014, et les décès continuent d'augmenter chez les femmes, selon les US Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Une partie du problème est que le cancer du poumon a tendance à être une forme mortelle de cancer, ce est pourquoi, même si plus d'Américains sont diagnostiqués avec le cancer de chaque année par rapport au cancer du poumon du sein ou de la prostate, beaucoup plus de personnes meurent du cancer du poumon.

Le dépistage du cancer peut être un outil important pour la prévention des décès dus au cancer en permettant aux médecins d'attraper tôt, quand il est plus traitable. Mais alors qu'il existe des moyens déjà existants pour dépister le cancer du poumon, il ya un grand besoin de méthodes encore plus sûrs et efficaces pour sauver encore plus de vies.

Actuellement les médecins peuvent détecter le cancer du poumon à un stade précoce en utilisant des méthodes comme la tomodensitométrie, et le dépistage CT est montré pour réduire les décès par cancer du poumon chez les gros fumeurs de longue date. Mais il n'y a pas de méthodes simples, sûrs et efficaces qui peuvent détecter le cancer du poumon à un stade précoce, Lei dit.

Selon Lei, un grand nombre d'études ont montré que certains types de composés organiques volatils, issus de l'oxydation des acides gras insaturés dans la carcinogenèse, ne apparaissent que dans l'air expiré de personnes atteintes d'un cancer du poumon, soulevant la possibilité que ces composés pourraient être utilisés identifier en tant que biomarqueurs pour le cancer.

L'équipe de Hou conçu et fabriqué un détecteur de gaz liée au cancer, dont la partie fonctionnelle clé est un petit (environ 50 millimètres de diamètre) plaque circulaire - techniquement un réseau de capteurs croix sensible fluorescent. Le capteur est constitué d'un ensemble jetable de 35 spots chimiquement réactifs uniformément répartis dans le bord du capteur. Les taches sont ensuite remplis avec sept types différents de matériaux sensibles laboratoire de synthèse (porphyrine et de ses dérivés) en tant qu'éléments du capteur.

Lorsque le capteur est exposé à et interagit avec des analytes spécifiques ou des gaz de composés organiques volatils, les effets de fluorescence des éléments de détection changent. En recueillant le spectre d'émission de fluorescence de l'ensemble de capteurs avant et après la réaction, les chercheurs peuvent finalement obtenir la caractéristique de spectre en réponse à chaque analyte.

Le système est basé sur un mécanisme inter-réactif fluorescent, Hou dit, ce qui signifie plutôt que d'un élément de capteur spécifique répondant à un analyte spécifique, l'ensemble du système de réseau produit un profil de réponse fluorescente composite et distincte unique à un analyte spécifique, tout comme fournir des «empreintes» pour les analytes.

Dans les expériences, Lei et ses collaborateurs choisis quatre types de cancer du poumon lié à des composés organiques volatils, appelé p-xylène, le styrène, l'isoprène et l'hexanal, qui sont réparties uniformément dans une chambre à gaz de rotation conçu spécialement pour chaque point sensible dans la matrice de capteurs. Une source de lumière comprenant trois lasers de longueurs d'onde différentes sont utilisées pour exciter les spectres de fluorescence de la matrice, qui sont ensuite recueillies et analysées par le système de traitement de données pour produire un spectre unique pour chaque gaz. En extrayant la matrice caractéristique de spectres et la comparaison avec la base de données fluorescente existé, les chercheurs peuvent identifier et quantifier un gaz spécifique.

"L'expérience montre que le capteur contre-réactif fluorescent peut identifier avec précision les gaz liés au cancer quatre et discriminer les concentrations de gaz, allant de 50 à 500 parties par milliard," Lei dit, ce qui indique une autre application possible pour la stadification du cancer.

L'étape de recherche suivante, Hou ajouté, est d'affiner la méthode et d'établir une base de données complète fluorescente pour les gaz liés au cancer du poumon.