Аружан Ибраева 
Ученые из Корейского института материаловедения (KIMS) совершили прорыв в ранней диагностике онкологических заболеваний. Они разработали инновационный биосенсор, который с помощью света и искусственного интеллекта обнаруживает ДНК рака в крови с точностью 99% всего за 20 минут. Эта технология может кардинально изменить подходы к выявлению болезни на самых ранних стадиях, когда шансы на успешное лечение максимальны.
В основе работы устройства лежит обнаружение так называемого метилирования ДНК — тончайших химических изменений, которые служат своеобразным «отпечатком пальца» рака. Когда в организме зарождается опухоль, эти изменения «выключают» гены, отвечающие за защиту от рака. Новый биосенсор способен уловить эти уникальные маркеры в кровотоке еще до того, как опухоль станет видимой, что открывает путь к сверхранней диагностике.
В отличие от существующих методов, которые требуют сложной и длительной химической обработки образцов, новая разработка работает иначе. В ее основе лежит технология плазмонного молекулярного захвата (PME). Вокруг молекул ДНК в образце крови выращиваются мельчайшие наночастицы золота, которые создают «горячие точки». Эти точки усиливают световой сигнал от ДНК более чем в 100 миллионов раз, делая видимыми даже самые незначительные раковые изменения. Для анализа требуется всего капля крови объемом 100 микролитров.
Полученные световые сигналы невероятно сложны для интерпретации человеком. Здесь в дело вступает искусственный интеллект. Специально обученная модель машинного обучения анализирует уникальные световые «подписи» и с высокой точностью определяет, принадлежат ли они здоровым клеткам или же указывают на наличие онкологии. В ходе клинических испытаний система продемонстрировала чувствительность 100% и специфичность 98,3%, что подтверждает ее надежность.
Эффективность биосенсора была подтверждена в ходе испытаний с участием 60 пациентов с колоректальным раком. Технология не только выявила заболевание с точностью 99%, но и смогла различить ранние и поздние стадии болезни, что критически важно для выбора тактики лечения. Чувствительность прибора поражает: он примерно в 1000 раз превосходит стандартные биосенсоры, что позволяет обнаруживать рак на самых минимальных концентрациях.
Руководитель исследования, доктор Хо Сан Чжун, подчеркивает, что созданная технология является не просто инструментом для выявления рака. По его словам, это «диагностическая платформа нового поколения, способная не только к раннему обнаружению рака, но и к прогнозированию развития болезни и мониторингу ответа на лечение». Поскольку метилирование ДНК связано и с другими заболеваниями, например аутоиммунными и неврологическими, в будущем сенсор может найти применение в самых разных областях медицины.
Команда разработчиков планирует масштабировать технологию для широкого клинического применения. Благодаря низкой стоимости, скорости и высокой точности, она может быть интегрирована в портативные устройства для экспресс-тестирования в клиниках или даже стать основой для национальных программ скрининга. В случае успеха эта инновация ознаменует поворотный момент в мировой диагностике и управлении заболеваниями, спасая множество жизней за счет выявления болезни на самой ранней и излечимой стадии.