Επαναστατικοί κβαντικοί αισθητήρες μπορούν να επιταχύνουν τη διάγνωση καρκίνου
Ένα καινοτόμο έργο κβαντικής ανίχνευσης, που μπορεί να αλλάξει τα δεδομένα στη θεραπεία του καρκίνου, έχει λάβει μια σημαντική επιχορήγηση ύψους 2 εκατομμυρίων λιρών από το πρόγραμμα Future Leaders Fellowship. Αυτή η επιχορήγηση, που χρηματοδοτείται από την UK Research and Innovation, εστιάζει σε ένα κρίσιμο ζήτημα: τα ανοσοκύτταρα συχνά αποτυγχάνουν να ανταποκριθούν όταν έρχονται σε επαφή με καρκινικούς ιστούς, καθώς το περιβάλλον του όγκου διαταράσσει τον μεταβολισμό τους.
Η σημασία των κβαντικών αισθητήρων
Η πρωτοποριακή αυτή έρευνα, υπό την καθοδήγηση της Δρ. Άλντον Μζίκ, στοχεύει στην ανάπτυξη βελτιωμένων θεραπειών κατά του καρκίνου που θα είναι προσαρμοσμένες στον κάθε ασθενή. Χρησιμοποιώντας κβαντικούς αισθητήρες, οι οποίοι εκμεταλλεύονται τις ιδιότητες της κβαντικής φυσικής για να ανιχνεύσουν μικροσκοπικές αλλαγές, η ομάδα θα προσπαθήσει να κατανοήσει γιατί οι τρέχουσες ανοσοθεραπείες λειτουργούν για ορισμένους ασθενείς αλλά όχι για άλλους.
Αντιμετώπιση της πρόκλησης του καρκίνου
Οι κβαντικοί αισθητήρες είναι ικανοί να ανιχνεύουν μοριακές αλλαγές μέσα σε ζωντανά κύτταρα με εξαιρετική ακρίβεια, μετρώντας αλλαγές σε μήκη που είναι χιλιάδες φορές μικρότερα από το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας. Το έργο της Δρ. Μζίκ θα χρησιμοποιήσει αισθητήρες τόσο μικρούς όσο ένα μόνο ηλεκτρόνιο για να εξετάσει μαγνητικά σήματα από ελεύθερους ριζικούς μόρια, τα οποία παίζουν καθοριστικό ρόλο στον μεταβολισμό των κυττάρων και στην ανάπτυξη ασθενειών.
Αυτή η έρευνα αγγίζει μια μεγάλη πρόκληση στην αντιμετώπιση του καρκίνου. Ενώ τα εργαστηριακά παραγόμενα ανοσοκύτταρα, γνωστά ως CAR-T κύτταρα, έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά στη θεραπεία αιματολογικών καρκίνων όπως η λευχαιμία και το λέμφωμα, η αποτελεσματικότητά τους περιορίζεται σε λιγότερο από το μισό των περιπτώσεων για στερεούς όγκους, όπως αυτοί του μαστού, των πνευμόνων ή του εντέρου. Αυτή η αποτυχία οφείλεται στο γεγονός ότι οι καρκινικοί ιστοί καταναλώνουν τους διαθέσιμους πόρους και παράγουν μεταβολίτες που προκαλούν δυσλειτουργία στα ανοσοκύτταρα.
Η αποστολή της Δρ. Μζίκ
Η Δρ. Μζίκ, που εργάζεται επί του παρόντος στο DTU στην Κοπεγχάγη, θα ενταχθεί στο Ινστιτούτο Φωτονικής και Κβαντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Heriot-Watt. Όπως δήλωσε, “Κάθε λεπτό, δεκαεπτά άνθρωποι στον κόσμο χάνουν τη ζωή τους από καρκίνο. Γνωρίζουμε ότι η αποτυχία των ανοσοκυττάρων προέρχεται από αλλαγές στον μεταβολισμό τους όταν αλληλεπιδρούν με καρκινικά κύτταρα. Για να βελτιώσουμε την απόδοση των ανοσοκυττάρων, πρέπει να κατανοήσουμε πώς να ελέγξουμε αυτές τις μεταβολικές αλλαγές παρακολουθώντας την παραγωγή ελεύθερων ριζών μέσα στα κύτταρα, ουσιαστικά κατασκοπεύοντας τη συμπεριφορά τους. Αυτό απαιτεί εξαιρετικά γρήγορες και ακριβείς μεθόδους ανίχνευσης, τις οποίες οι κβαντικοί αισθητήρες μπορούν να παρέχουν για πρώτη φορά.”
Το πολυδιάστατο αυτό έργο θα συνδυάσει κβαντική ανίχνευση με οπτική φασματοσκοπία και μικρορευστομηχανική, δημιουργώντας μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα που θα είναι ικανή να παρακολουθεί τον κυτταρικό μεταβολισμό σε χιλιάδες κύτταρα μέσα σε δευτερόλεπτα. Το έργο ευθυγραμμίζεται με το Εθνικό Πρόγραμμα Κβαντικής Τεχνολογίας του Ηνωμένου Βασιλείου και τον στόχο του να εξοπλίσει το NHS με υπερευαίσθητους κβαντικούς αισθητήρες.
Ο Καθηγητής Κριστιάν Μπονάτο, κύριος ερευνητής της εγκατάστασης Νανοκβαντικής Ανίχνευσης του Heriot-Watt, δήλωσε: “Η κβαντική ανίχνευση μεταμορφώνει τη διάγνωση ιατρικών παθήσεων, καθώς η ευαισθησία της, που φτάνει μέχρι το επίπεδο του μεμονωμένου μορίου, μας επιτρέπει να ανιχνεύουμε ασθένειες νωρίς, κάτι που συχνά οδηγεί σε καλύτερα αποτελέσματα θεραπείας.”
Η υποτροφία της Δρ. Μζίκ αντιπροσωπεύει ακριβώς τον τύπο καινοτόμου και πρωτοποριακού έργου που θα μπορούσε να επαναστατήσει την υγειονομική περίθαλψη, σε συνεργασία με τους εταίρους μας στο Κέντρο Κβαντικής Ανίχνευσης για Βιοϊατρική Έρευνα.
