Un gruppo di ricerca guidato dal dottor Ho Sang Jung della Surface & Nano Materials Divison del Korea Institute of Materials Science (KIMS), ha condotto una ricerca congiunta con il professor Junsuk Rho del POSTECH e il professor Samjin Choi della Kyung Hee University Medical School per individuare i metaboliti nelle urine. Sono riusciti a sviluppare delle strisce reattive per le urine con un sensore che è in grado di amplificare il segnale luminoso dei metaboliti capace di diagnosticare il cancro. Questa tecnologia può essere applicata per l’esame del cancro alla prostata e del cancro al pancreas senza un ulteriore processo di analisi, irradiando la luce solo dopo aver prelevato un piccolo volume (10uL) di urina al momento del test. Il dispositivo di analisi è prodotto sotto forma di striscia, in modo da poter diagnosticare il cancro rapidamente e con elevata sensibilità.
Amplificare il segnale di un miliardo di volte
Il team di ricerca ha prestato attenzione alla differenza dei componenti metabolici presenti nelle urine dei pazienti affetti da cancro e delle persone normali. Quando le cellule tumorali proliferano nel corpo, secernono diversi metaboliti nelle urine a causa di un metabolismo anomalo. Per poterla classificare come una tecnologia esistente, erano necessarie apparecchiature costose e di grandi dimensioni, che limitavano l’applicazione sul campo. Il team di ricerca ha sviluppato un sensore a diffusione Raman potenziata in superficie che amplifica il segnale ottico dei metaboliti nelle urine di oltre 1 miliardo di volte. Quando l’urina viene fatta cadere nel sensore e la luce viene irradiata, i segnali dei metaboliti tumorali vengono amplificati sulla superficie del sensore, rendendo possibile la diagnosi del cancro. Il team di ricerca ha applicato un metodo di analisi basato sull’intelligenza artificiale ed è riuscito a distinguere fino al 99% dei pazienti affetti da cancro alla prostata e da cancro al pancreas dalle persone normali. Alcune tecniche di diagnosi del cancro attualmente in uso rilevano la presenza del cancro attraverso esami del sangue o metodi radiologici e lo diagnosticano attraverso l’analisi istologica. Molte persone cercano di tenere sotto controllo l’insorgenza del cancro attraverso i controlli sanitari annuali, ma in molti casi il cancro viene individuato in ritardo. In particolare, per le persone che si trovano in una zona cieca dal punto di vista medico è difficile ricevere controlli regolari, per cui spesso il cancro viene scoperto dopo che è già notevolmente avanzato. Questo studio ha utilizzato l’urina, un campione biologico che chiunque può ottenere facilmente. Inoltre, poiché il prezzo di produzione del sensore a striscia è inferiore a 100 Won della Korea del Sud (0,73 centesimi di euro) per unità, si prevede che possa essere utilizzato per ispezioni di massa.
Attualmente, il team di ricerca sta gradualmente aumentando i tipi di cancro che possono essere diagnosticati analizzando l’urina di pazienti affetti da cancro alla prostata, al pancreas, al colon-retto e ai polmoni.
