携帯電話をがん発見器に変える可能性

がんの疑いがある場合、医師は通常、腫瘍マーカーとして知られる一連の特徴的な兆候を探します。これは、場合によってはコストと時間がかかる作業です。特に DNA マーカーについて話すときはそうです。遠隔地の場合、腫瘍マーカーを検出することは不可能な作業です。しかし、マッツ・ニルソン氏、アイドガン・オズカン氏、および彼らのチームが設計した最近のデバイスは、この事実を変える可能性があります。このデバイスは 3D プリントで得られるいくつかの部品で構成されており、携帯電話を世界中のどこにいてもこれらのマーカーを検出できる蛍光顕微鏡に変えることができます。この設計は、複雑で洗練された研究室を必要とせずに、より手頃な価格で利用できる新しい検出方法の基礎を築きます。このデバイスは、がんの検出を可能にするだけでなく、将来的には多くの興味深い応用が可能になる可能性があります。

腫瘍マーカーを求めて

腫瘍マーカーは実際には、がん細胞またはがんに反応して体内の他の細胞によって産生される物質です。これらの物質は、実際には悪性腫瘍が存在していなくても出現することがありますが、問題の可能性を示す警告サインとして機能します。また、悪性腫瘍の可能性の疑いを裏付ける場合もあります。通常、これらのマーカーは癌性疾患でははるかに高い濃度で生成されるため、異なります。腫瘍マーカーの大部分はタンパク質です。ただし、これらのマーカーが遺伝子発現パターンに由来する場合もあります。まさに後者が、この新しい手順によって実行される検出の主役です。

これらの手順で行われるのは、これらの遺伝子によって発現されるタンパク質、またはその「転写」からの RNA をマークすることです。それらをマークするために、これらの物質は特別な遺伝子技術を使用してコピーされ、多数のそれらが作成されます。その後、さまざまな手順を実行して、それらを蓄積し、他のマークされていない物質から分離します。したがって、最終的には顕微鏡で観察されます。ただし、通常の顕微鏡ではなく、「蛍光」と呼ばれる顕微鏡を使用します。このデバイスは、特定の波長が影響を与えると「発光」する、マークされた分子を検出することができます。このようにして、顕微鏡下で腫瘍マーカーはその存在を明らかにします。

携帯電話を顕微鏡に変える

これらのマーカーを分析するには、スキルと非常に洗練された機器が必要です。そして高価です。少なくとも今までは。なぜなら、研究者らは、特定の一般的な腫瘍マーカーを検出するのに複雑なシステムは必要ないことを示しているからです。 3D プリンタを使用して印刷できる一連の特別な部品を使用し、市販のレーザーをいくつか追加すると、携帯電話のカメラを蛍光顕微鏡に変えることができます。これらの部品を使用すると、携帯電話をサンプルに固定し、マーカー分子を活性化するレーザーのおかげで分析できるようになります。もちろん、これらのマーカーを使用して腫瘍シグナルを「マーク」する必要があります。しかし、それらを検出するには携帯カメラで十分です。複雑で高価なレンズシステムは必要ありません。

このシステムは、がん検出における最も重要な技術の 1 つである時間とコストを削減します。また、ポータブルでどこにでも簡単に持ち運べます。これは、これまで不可能だった場所にこの種の証拠を持ち込む機会を提供するため、興味深い成果です。さらに、前述したように、数台の市販レーザー、一部の樹脂、マーカーに限定された大幅なコスト削減により、このタイプのテストの未来への信じられないほどの扉が開かれます。もちろん、それには大きな制限があります。たとえば、これはよく知られているマーカーに対してのみ機能し、腫瘍を示す新しい変異を探す実験（よくあること）を行うことはできません。

また、複雑な機械学習アルゴリズムを使用してマーカー分子をカウントする特別なソフトウェアも必要です。しかし、これらの小さな障壁は、輝かしい発展の始まりです。より多くのマーカー、より優れたシステム、および新しいアルゴリズムを使用すると、この技術は現在の分析を大幅に置き換え、コストを削減し、時間を短縮することができます。さらに、前述したように、この技術は腫瘍マーカーの検出に使用できるだけでなく、将来の研究に役立つ新規で興味深いアプリケーションを開発できる可能性があります。