צוות המחקר בראשות החוקרים הבכירים יונה לי מחלוקה לטכנולוגיה ביו-רפואית וג'יוגווון קו מחלוקה לרובוט אינטליגנטי ב- DGIST (תחת הנשיא קונווו לי) פיתח טכנולוגיה המבדילה בין מוטציות גנים של ריאות, על ידי מדידת "קשיחות" של אקסוזומים זעירו של תאי סרטן (קשיחות ".
המחקר שלהם מאפשר ניתוח מהיר ומדויק של אקסוזומים בודדים וצפוי להתקדם לטכניקת אבחון נוזלית מבוססת ביופסיה נוזלית לסרטן ריאות.
סרטן ריאות תאים שאינם קטנים (NSCLC) הוא הסוג השכיח ביותר של סרטן ריאות, המהווה יותר מ- 85% מכל המקרים. עם זאת, מכיוון שלעיתים רחוקות זה מראה תסמינים בולטים בשלבים המוקדמים, לעתים קרובות הוא מאובחן בשלב מתקדם, מה שמקשה על הטיפול.
NSCLC ממשיכה להיות בעלת שיעור תמותה גבוה, ופיתוח טכנולוגיות אבחון חדשות המאפשרות גילוי וטיפול מוקדם נותר אתגר משמעותי בתחום הרפואי. בפרט, ביופסיות רקמות קונבנציונאליות מעמידות נטל ניכר על חולים ויש להן מגבלות בבדיקות חוזרות ונשנות. כיוון שכך, טכנולוגיית ביופסיה נוזלית לא פולשנית המשתמשת במידע שמקורו בדם משכה לאחרונה תשומת לב.
צוות המחקר בראשות החוקרים הבכירים Yoonhee Lee ו- Gyogwon Koo באקסוזומים מבודדים DGIST מקווי תאים NSCLC עם מוטציות גנטיות מובחנות (A549: מוטציה של KRAS, PC9: מוטציה EGFR, PC9/GR: מוטציה עמידה ב- EGFR). באמצעות AFM, הצוות מדד תכונות פיזיקליות בקנה מידה ננו של אקסוזומים בודדים ברזולוציה גבוהה, כולל קשיחות פני השטח ויחסי גובה לרדיוס.
הם מצאו כי האקסוזומים הנגזרים מתאי A549 הציגו נוקשות גבוהה משמעותית, מה שהצביע על כך ששינויים בשומנים בקרום התא שנגרמו כתוצאה ממוטציות של KRAS באו לידי ביטוי גם באקסוזומים.
לעומת זאת, אקסוזומים הנגזרים מתאי PC9 ו- PC9/GR הראו תכונות דומות, מה שמרמז על מתאם עם הרקע הגנטי המשותף שלהם. ממצאים אלה מדגימים כי התכונות הפיזיות של אקסוזומים משתנות בהתאם למוטציות הגנטיות של תאי הסרטן שמהם הם מקורם.
כדי לסווג במדויק את המאפיינים הננו -מכניים הללו של אקסוזומים, צוות המחקר השתמש בטכנולוגיית AI. נתוני גובה ונוקשות של אקסוזומים שהתקבלו באמצעות AFM הוצגו ושימשו לאימון מודל עצבי מפותל מבוסס למידה עמוקה (Densenet-121) כדי לסווג את קווי התאים שלהם.
אקסוזומים הנגזרים מתאי A549 נבדלו ברמת דיוק גבוהה להפליא של 96%, וה- AUC הממוצע הכולל הגיע ל 0.92. זה מדגים את הפוטנציאל של פלטפורמת ביופסיה נוזלית מהדור הבא המסוגל לסיווג דיוק גבוה המבוסס אך ורק על התכונות הפיזיות של אקסוזומים, ללא צורך בתיוג פלורסנט.
החוקרים הבכירים יונה לי וג'יוגון קו הצהירו, "מחקר זה מציג פוטנציאל אבחוני חדש להבחין בסרטן הריאות עם מוטציות גנטיות ספציפיות תוך שימוש רק בכמות קטנה של דגימות אקסוזום. אנו מתכננים לרדוף באופן פעיל את היישום המעשי של טכנולוגיה זו על ידי שילוב פלטפורמת AFM במהירות גבוהה בתוקף מדגם קליני."
