Как графен и летучие соединения позволили увидеть рождение раковой клетки

Представьте, что вы можете заглянуть внутрь миниатюрной модели человеческого органа и в режиме реального времени увидеть, как здоровая клетка превращается в раковую. Фантастика? Теперь уже нет. Речь идет об органоидах — трехмерных клеточных культурах, которые ведут себя почти как настоящие ткани. Их беда в том, что изучать их было непросто: либо методы слишком грубы и разрушают образец, либо слишком поверхностны. Новый подход, который можно назвать прорывом, ломает эти ограничения. Он точный, дешевый и, что самое главное, неразрушающий.

Ученые называют это «химической томографией». В основе метода — отслеживание летучих органических соединений (VOC), тех самых молекул, которые наш организм испускает с дыханием и потом. Улавливают эти химические сигналы ультрачувствительные графеновые сенсоры. А дальше — самое интересное. Система обрабатывает огромный массив данных, используя принцип, позаимствованный у природы. Помните фасеточные глаза насекомых, где каждая маленькая линза передает кусочек информации в мозг? Здесь графеновые сенсоры — это и есть те самые фасетки, а сложный алгоритм обрабатывает картину целиком. Элегантное заимствование, согласитесь?

Именно так ученым удалось впервые в реальном времени проследить, как ткань молочной железы перерождается в злокачественную. Это не симуляция, а живой, дышащий процесс, зафиксированный на молекулярном уровне.

Что удалось увидеть? Ключевые изменения в белках и генах. Исследователи выделили шесть основных биохимических путей, которые производят двенадцать типов летучих соединений. Каждое из них может стать уникальным биомаркером — химической подписью конкретной болезни.

Применение технологии не ограничивается онкологией. Как замечает руководитель проекта, профессор Хоссам Хайк, метод можно адаптировать для изучения почек, печени или мозга. А в перспективе — создать имплантируемую систему, которая через миниатюрную антенну будет передавать данные о состоянии тканей прямо на внешний монитор. По сути, это шаг к созданию постоянного внутреннего «сторожа» для нашего здоровья. Разве не об этом мы все мечтаем?

Этот метод — плод работы международной команды под руководством профессора Хайка, доктора Арнаба Майти и аспирантки Вивиан Дарсы Майданчик при участии коллег из Хайфского университета. Результаты, достойные внимания, опубликованы в авторитетном журнале Advanced Materials.