Когда бананы созревают, их кожура покрывается небольшими бурыми пятнами. Этот распространённый среди некоторых продуктов и организмов процесс связан с работой медьсодержащего фермента тирозиназы, который отвечает за синтез меланина и других пигментов.
Тирозиназа присутствует и в коже человека. Она играет важную роль в процессе развития меланомы — одного из типов рака кожи, являющегося при этом самым смертоносным. Появление характерных бурых пятен у пациента сигнализирует о сбое в работе тирозиназы. Эта "неисправность" изменяет пигментацию кожи (распределение пигмента меланина, отвечающего за защиту кожи от солнца).
За последнее время в диагностике меланомы был достигнут огромный прогресс, но надёжно определить стадию заболевания по-прежнему очень сложно. И это притом, что стадии сильно разнятся по своей смертоносности.
Современные стратегии опираются на оптический мониторинг концентрации и пространственного распространения определённых биомаркеров. Но эффективность этих методов может быть существенно снижена из-за фоновых помех и автофлуоресценции.
Команда химиков из Лаборатории физической и аналитической химии (LEPA) Федеральной политехнической школы Лозанны воспользовалась сходством процесса нарушения работы фермента в кожуре банана и коже человека и разработала новый способ определения стадии меланомы методом сканирующей электрохимической микроскопии (SECM). В его основе лежит адаптированный иммунохимический метод определения тирозиназы.
Учёные изготовили сканер с восемью гибкими микроэлектродами, которые были выстроены как зубья расчёски. Эти гибкие датчики проходят по неровной поверхности кожи, не повреждая её, и измеряют электрохимический отклик на площади в несколько квадратных миллиметров.
Исследование было сначала проведено на кожуре спелых фруктов, а потом на образцах раковых тканей. Учёные обнаружили чёткую зависимость между содержанием и распределением фермента и этапом развития заболевания.
На первой стадии тирозиназа определяется в незначительных количествах, на второй стадии концентрация фермента резко возрастает при равномерном распределении в коже, а на третьей стадии при высоком содержании наблюдается неравномерное распределение.
"Пятна на коже человека и банановой кожуре примерно одинакового размера, — рассказывает в пресс-релизе руководитель исследования доктор Хьюберт Жиро (Hubert Girault). – Работая с фруктами, мы смогли разработать и тщательно протестировать новый метод диагностики, прежде чем приступить к образцам биопсии человека".
В своей статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, исследователи отмечают, что им удалось преодолеть ограничения стандартных оптических методов и открыть беспрецедентные возможности для улучшения диагностики рака и понимания пространственного распределения тирозиназы на различных стадиях меланомы.
Теперь учёные планируют использовать тот же сканнер для осмотра опухоли и её удаления. Эксперименты уже показали, что устройство можно настроить на уничтожение раковых клеток.
