Dziś rak nie oznacza już wyroku dla pacjenta. Największe szanse na wyleczenie są jednak wtedy, gdy odpowiednia terapia zostanie podjęta we wczesnej fazie rozwoju choroby. Tu pojawia się kłopot: wiele nowotworów przez długi czas rozwija się bezobjawowo. Rozwiązaniem problemu byłyby dostępne dla każdego testy diagnostyczne, które można by przeprowadzać samemu i w miarę regularnie. Krokiem ku tak spersonalizowanej diagnostyce medycznej i profilaktyce nowotworów jest detektor opracowany w grupie prof. dr. hab. Włodzimierza Kutnera z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki, we współpracy z zespołem prof. Francisa D’Souzy z University of North Texas w Denton, USA. Najważniejszym elementem czujnika zbudowanego w IChF PAN jest cienka warstwa polimeru, rozpoznająca cząsteczki neopteryny. Neopteryna – w terminologii chemicznej znana jako 2-amino- 4-hydroksy-6(1,2,3-trihydroksypropylo)-pterydyna – to związek aromatyczny występujący w płynach ustrojowych człowieka, m.in. w surowicy, moczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Produkowana przez układ immunologiczny, w diagnostyce medycznej jest traktowana jako uniwersalny wskaźnik. Stężenie tego biomarkera wzrasta szczególnie wyraźnie w przypadku niektórych chorób nowotworowych, np. chłoniaków złośliwych, chociaż podwyższony poziom neopteryny obserwuje się także w części zakażeń wirusowych i bakteryjnych oraz w chorobach o podłożu pasożytniczym. Z kolei u pacjentów po transplantacji zwiększony poziom neopteryny to sygnał o prawdopodobnym odrzucaniu przeszczepu.

Podczas przygotowywania warstwy polimerowej, cząsteczki poszukiwanej substancji – w tym przypadku neopteryny – trafiają do roztworu roboczego, w którym muszą się połączyć z grupami wiążącymi tzw. monomerów funkcyjnych. Monomery te z kolei powinny być zdolne do formowania połączeń z innym monomerem, sieciującym, po spolimeryzowaniu tworzącym sztywną konstrukcję nośną. Z tak powstałej konstrukcji wypłukuje się następnie cząsteczki związku zastosowanego w charakterze szablonu, otrzymując trwały polimer z lukami molekularnymi o kształcie i właściwościach chemicznych zapewniających wychwytywanie z otoczenia cząsteczek poszukiwanego związku.

W IChF PAN polimerową warstwę rozpoznającą z lukami molekularnymi po neopterynie wytworzono na powierzchni elektrody. Po zanurzeniu w sztucznej surowicy krwi z niewielką domieszką neopteryny, warstwa na elektrodzie wyłapywała cząsteczki tejże, co prowadziło do obniżenia potencjału elektrycznego w podłączonym układzie pomiarowym. Przeprowadzone testy wykazały, że mimo obecności w roztworze cząsteczek o podobnej budowie i właściwościach, luki molekularne polimeru były niemal wyłącznie wypełniane cząsteczkami neopteryny. Wynik ten oznacza, że prawdopodobieństwo fałszywie pozytywnej detekcji (wykrycia obecności neopteryny w płynie ustrojowym jej niezawierającym) jest pomijalnie małe. Nowy czujnik chemiczny reaguje zatem głównie na to, na co powinien – i na nic innego. (kk)

(http://ichf.edu.pl/, 11.05.2016)