Տեգուի գիտության և տեխնոլոգիաների ինստիտուտի (DGIST, Հարավային Կորեա) հետազոտողների թիմը՝ Յունհի Լիի և Գյոգվոն Կուի գլխավորությամբ, մշակել է մի մեթոդ, որը կարող է հայտնաբերել թոքերի քաղցկեղ առաջացնող գենետիկական մուտացիաները՝ հիմնվելով էկզոսոմների՝ արյան մեջ քաղցկեղային բջիջների կողմից արտազատվող միկրոմասնիկների ֆիզիկական հատկությունների վրա։ Նոր տեխնոլոգիան կարող է ոչ ինվազիվ և բարձր ճշգրտության վերլուծության հիմք դառնալ՝ որպես ավանդական բիոպսիայի այլընտրանք։

Խոսքը վերաբերում է թոքերի ոչ մանրբջջային քաղցկեղի (NSCLC) ախտորոշմանը՝ հիվանդության առավել տարածված ձևին, որը կազմում է դեպքերի ավելի քան 85%-ը։ Հիվանդությունն առանց նկատելի ախտանիշների է սկսվում, ինչի պատճառով այն հաճախ ուշ փուլերում է ախտորոշվում։ Թեև ավանդական բիոպսիաները կարևոր տեղեկություն են տալիս, այնուամենայնիվ դրանք ցավոտ են, կապված են ռիսկերի հետ և չեն կարող հաճախ կատարվել։

Գիտնականներն առաջարկել են նորարարական մոտեցում․ նրանք ուսումնասիրել են էկզոսոմներ, որոնք ստացվել են երեք տարբեր տեսակի քաղցկեղային բջիջներից՝ տարբեր գենետիկ մուտացիաներով (KRAS, EGFR և EGFR նկատմամբ կայուն մուտացիա)։ Վերլուծության համար օգտագործվել է ատոմա-ուժային մանրադիտակ (AFM)՝ տեխնոլոգիա, որը հնարավորություն է տալիս չափել նանոմասնիկների կոշտությունը և ձևը։

Պարզվել է, որ KRAS մուտացիա ունեցող բջիջներից ստացված էկզոսոմները զգալիորեն ավելի կոշտ են եղել, քան մյուս բջիջները։ Սա վկայում է այն մասին, որ նույնիսկ բջիջների մեմբրաների կառուցվածքում եղած նուրբ փոփոխությունները արտացոլվում են էկզոսոմների ֆիզիկական հատկություններում։ Նմանատիպ մուտացիաներով երկու այլ գծերի էկզոսոմները, ընդհակառակը, ցուցաբերել են նմանատիպ մեխանիկական բնութագրեր։

Հետազոտությունը պարզեցնելու և արագացնելու համար գիտնականները կիրառել են արհեստական բանականություն։ Ատոմային ուժային մանրադիտակի (ԱՈւՄ) տվյալների հիման վրա նրանք մարզել են DenseNet-121 նեյրոնային ցանցի մոդելը, որը կարողացել է 96% ճշգրտությամբ որոշել էկզոսոմների ծագումը։

Հետազոտությունը հնարավորություն է տալիս ստեղծել «հեղուկ բիոպսիայի» նոր սերունդ, որը հիմնված է ոչ թե մոլեկուլային մակնշման, այլ ֆիզիկական պարամետրերի վրա։ Այս մոտեցումը նվազագույնի է հասցնում միջամտությունը և կարող է կիրառվել նույնիսկ հիվանդության թույլ արտահայտված ձևերի դեպքում։

Հեղինակների խոսքով՝ հաջորդ քայլը կարող է լինել կլինիկական պրակտիկայում հարթակի կիրառումը, ներառյալ թոքերի քաղցկեղով հիվանդների իրական նմուշների վրա փորձարկումները։