Простой и чувствительный анализ мочи, разработанный инженерами Массачусетского технологического института, смог выявить растущие опухоли кишечника у мышей.

Тест ранней диагностики работает путем введения наносенсоров с ультрамалыми нанокластерами золота (AuNC) на белковом носителе. Наносвязка золото-белок может быть разрушена так называемыми матриксными металлопротеиназами (ММП) — ферментами, которые в больших количествах выделяются опухолью.

Когда наносенсоры разрушаются ММП, они проходят через почки, и в итоге могут быть обнаружены невооруженным глазом, поскольку тест-полоска для анализа мочи окрашивается при этом в синий цвет.

Для разработки теста исследователи использовали два свойства AuNC — их сверхмалый размер (<2 нанометров) и способность синеть при обработке пероксидазой.

Как уже было сказано, в тестировании применяются нанокомплексы AuNC-белок. Когда такой комплекс распадается на части под воздействием ферментов опухоли, высвобожденные AuNCs проходят через кровь и, обладая достаточно малым размером,  через почки проникают в мочу.

У здоровых мышей без высоких уровней ММП комплексы остаются интактными и соответственно слишком большими для того, чтобы попасть в мочу. Если же AuNC оказываются в моче, то дальнейшая химическая реакция произведет изменение видимое изменение цвета.

Исследователи использовали технологию на мышах с раком толстой кишки и обнаружили, что тест-полоски, применяемые у мышей с опухолями становятся ярко-синими по сравнению с тестируемыми образцами, взятыми у здоровых мышей, что и требовалось показать.

Важно, что поверхности AuNC сконструированы таким образом, чтобы оставаться невидимыми для иммунной системы. Это сделано для того, чтобы предотвратить иммунные реакции или токсические побочные эффекты, а также избежать прилипания большого количества сывороточных белков, которое сделало бы наносенсоры слишком большими.

В течение четырехнедельного наблюдения после введения наносенсора у мышей не было выявлено никаких признаков побочных эффектов, а также признаков того, что белково-сенсорный комплекс или свободные AuNCs оседают или задерживаются в телах грызунов.

По словам ученых, этот тест по крайней мере на первом этапе устраняет необходимость в дорогих и сложных в использовании лабораторных инструментах.