海外醫(yī)療：一種用于癌癥診斷的智能隱形眼鏡

寺崎生物醫(yī)學創(chuàng)新研究所 (TIBI) 的科學家開發(fā)了一種隱形眼鏡，可以捕獲和檢測外泌體，即在身體分泌物中發(fā)現(xiàn)的納米大小的囊泡，有可能成為診斷癌癥的生物標志物。

該鏡頭設計有與抗體結(jié)合的微室，可以捕獲眼淚中的外泌體。這種抗體偶聯(lián)信號微室隱形眼鏡(ACSM-CL) 可以染色，以便用納米顆粒標記的特異性抗體進行檢測，以進行選擇性可視化。這為癌癥預篩查提供了一個潛在的平臺，并提供了一種簡單、快速、靈敏、具有成本效益和非侵入性的支持性診斷工具。

外泌體在大多數(shù)細胞內(nèi)形成并分泌到許多體液中，例如血漿、唾液、尿液和眼淚。曾經(jīng)被認為是細胞來源細胞中不需要的物質(zhì)的傾倒場，現(xiàn)在已知外泌體可以在細胞之間運輸不同的生物分子。研究還表明，外泌體上有大量的表面蛋白——一些是所有外泌體共有的，而另一些則因癌癥、病毒感染或損傷而增加。此外，來自腫瘤的外泌體可以強烈影響腫瘤的調(diào)節(jié)、進展和轉(zhuǎn)移。

由于這些能力，人們對使用外泌體進行癌癥診斷和預后/治療預測非常感興趣。然而，這受到了為此目的分離足夠數(shù)量和純度的外泌體的困難的阻礙。目前的方法涉及繁瑣且耗時的超速離心機和密度梯度，至少持續(xù)十小時才能完成。在分離的外泌體的檢測中提出了進一步的困難；常用的方法需要昂貴且占用空間的設備。

TIBI 團隊利用他們在隱形眼鏡生物傳感器設計和制造方面的專業(yè)知識，通過設計他們的 ACSM-CL 來從眼淚中捕獲外泌體，從而消除對這些隔離方法的需求，這是一種比血液、尿液和唾液更佳、更清潔的外泌體來源。他們還通過使用替代方法促進和優(yōu)化了他們的 ACSM-CL 的準備工作。在為他們的鏡頭制造微型腔室時，該團隊使用直接激光切割和雕刻方法而不是傳統(tǒng)的鑄造成型來保持腔室和透鏡的結(jié)構(gòu)。

此外，該團隊引入了一種對微室表面進行化學修飾，以激活它們以進行抗體結(jié)合的方法。這種方法被用來代替標準方法，其中金屬或納米碳材料必須用于昂貴的潔凈室環(huán)境。然后，該團隊優(yōu)化了將捕獲抗體與 ACSM-CL 微室結(jié)合的程序，以及將不同的（陽性對照）檢測抗體與金納米粒子結(jié)合的程序，這些抗體可以通過光譜進行可視化。這兩種抗體都對在所有外泌體上發(fā)現(xiàn)的兩種不同的表面標志物具有特異性。

實驗中，針對 ACSM-CL 測試了從具有不同表面標記表達的三種不同細胞系收集的上清液中的外泌體，以及標記特異性檢測抗體的不同組合。由此產(chǎn)生的三種不同細胞系外泌體的檢測和未檢測模式符合預期，從而驗證了 ACSM-CL 準確捕獲和檢測具有不同表面標志物的外泌體的能力。

“外泌體是標志物和生物分子的豐富來源，可以針對多種生物醫(yī)學應用，”TIBI 董事兼首席執(zhí)行官 Ali Khademhosseini 博士說。“我們團隊開發(fā)的方法極大地促進了我們利用這一資源的能力。”