צוות מחקר בראשותו של ד"ר הו סאנג יונג מהחטיבה המתקדמת לחומרי ביו ובריאות במכון קוריאה למדעי החומרים פיתח חומר חיישן חדשני המגביר את האותות האופטיים של מטבוליטים סרטניים בנוזלי הגוף (רוק, ריר, שתן, וכו') ומנתח אותם באמצעות בינה מלאכותית לאבחון סרטן.
טכנולוגיה זו מזהה במהירות וברגישות מטבוליטים ושינויים בנוזלי הגוף של חולי סרטן, ומספקת דרך לא פולשנית לאבחון סרטן במקום בדיקות דם או ביופסיות מסורתיות. בשיתוף פעולה עם פרופסור סו וונג יו מבית החולים האוניברסיטאי הלאומי צ'ונאם, הצוות הצליח לאבחן סרטן המעי הגס על ידי החדרת מחט פלסמונית המגבירה את אותות הרמאן של מולקולות לתוך חור של מילימטר אחד שניתן להחדיר באמצעות מצלמת קולונוסקופיה, וניקוי משטחים. פני השטח של הגידול מבלי לגרום לדימום על מנת לנתח את הרכבו.
הצוות גם פיתח טכנולוגיה שאוספת רוק מחולי סרטן ריאות ומסווגת את שלב הסרטן, בשיתוף פרופסור Byung-Ho Chung במרכז הרפואי סמסונג. הנשימה של חולי סרטן ריאות מכילה תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) השונות מאלה של אנשים בריאים. תרכובות אלו מתמוססות ברוק ונוכחות כמטבוליטים של סרטן ריאות. הצוות שיכלל טכנולוגיה המשתמשת בחיישנים מבוססי נייר כדי להבחין בין אנשים נורמליים לחולי סרטן ריאות, כמו גם לביים סרטן ריאות באמצעות בינה מלאכותית.
ישנם סיפורים רבים על כלבים שנבחו על בעליהם כל כך עד שהבעלים חשבו שמשהו לא בסדר. כתוצאה מכך הם הלכו לרופא וגילו סרטן. הסיבה לכך היא שלכלבים יש חוש ריח רגיש המאפשר להם להריח את המטבוליטים, כולל VOCs, הקיימים בנוזלי גוף האדם. הצוות ביקש ליישם את העקרונות הללו בחיישן אבחון סרטן. הטכנולוגיה זיהתה אותות ממטבוליטים בנוזלי גוף בעלי רגישות גבוהה באמצעות חומרים פלסמונים המגבירים את אותות רמאן ביותר מ-100 מיליון פעמים מבלי להשתמש בציוד קונבנציונלי, מורכב ויקר. ניתוח בינה מלאכותית וחישובי מודלים מתמטיים שימשו כדי להציע סמנים ביולוגיים לאבחון.
ד"ר הו סאנג יונג שמוביל את הפרויקט הזה אמר "ניתן להרחיב את הטכנולוגיה שפותחה לא רק לאבחון סרטן, אלא גם למחלות עם אבחון לא מובנה, כמו מחלות סינפטיות", והוסיף, "אנחנו ניכנס לשוק האבחון העולמי המבוסס על טכנולוגיות מקור מקומיות וניקח את ההובלה בפיתוח טכנולוגיות שאנשים יכולים לחוות."הטכנולוגיה שפיתח הצוות דורגה כהישג המחקר מספר 1 בסקר 'טופ 10 הישגי המחקר הבולטים של השנה' שערכה KIMS בשנה שעברה, והם ממשיכים לפתח טכנולוגיה חדשנית.
עבודה זו מומנה על ידי תוכנית המחקר הבסיסית של KIMS ופרויקט פיתוח הטכנולוגיה הביו-רפואית של קרן המחקר הלאומית של קוריאה. תוצאות המחקר פורסמו בשלושה מאמרים והוכרו במצוינותם. שני מאמרים פורסמו ב-Biosensors and Bioelectronics (IF:10.7, JCR<3%), הסמכות המובילה בעולם בתחום הביו-חיישנים, ב-15 בינואר 2024 וב-3 באוגוסט 2024. בנוסף, מאמר פורסם ב-Sensers and Actuators B- כימיקל (IF:8, JCR<1%) ב-1 באוגוסט 2024. בנוסף, כתוצאה ממחקר זה, הוגשו בסך הכל 10 פטנטים בקוריאה, ארה"ב ואירופה עבור מחקר זה.
בינתיים, צוות המחקר פיתח בשנה שעברה טכנולוגיה לאבחון סרטן באמצעות שתן והעביר את הטכנולוגיה ל-SOLUM Healthcare. החברה המקבלת עובדת כעת על רישוי הטכנולוגיה כדי ליישם אותה על מוצרים. השנה, הטכנולוגיה התקדמה עד לנקודה שבה היא יכולה לזהות נוכחות של מספר סוגי סרטן בשתן בבת אחת. צוות המחקר ניתח דגימות שתן מכ-250 חולים עם סרטן הלבלב, סרטן הערמונית, סרטן הריאות וסרטן המעי הגס בו זמנית. הם הצליחו לבצע ניתוח מהיר ולהשתמש בבינה מלאכותית כדי לקבוע תוצאות תוך כשעתיים עבור 100 חולים. צוות המחקר גם הסביר שהם השיגו רגישות קלינית וסגוליות של למעלה מ-98%.
