27 марта 2026

Российские ученые создали наносенсор для раннего выявления онкологических заболеваний

Ученые нескольких вузов — Новосибирского госуниверситета, Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова и НИЦ «Курчатовский институт» — разработали наноантенный сенсор. Устройство позволяет обнаружить биомаркер для выявления онкологических заболеваний, в том числе опухолей мозга.

При некоторых онкологических заболеваниях, в том числе злокачественных опухолях головного мозга (например, глиомах), из‑за нарушений обмена веществ в клетках растет концентрация L‑2‑гидроксиглутарата. Процесс образования молекулы 2-гидроксиглутарата тесно связан с функционированием мутантных генов изоцитратдегидрогеназы 1 и 2 (IDH1/2), которые играют важную роль в прогнозе опухолей центральной нервной системы. Сейчас для точного измерения этого соединения в образце крови и спинномозговой жидкости обычно используют сложные лабораторные методы и дорогостоящее оборудование. Исследуемый материал разделяют на компоненты, а затем анализируют молекулы, определяя точный состав и концентрацию веществ.

Команда ученых разработала оптический сенсор терагерцового диапазона на основе наноантенн для обнаружения L‑2‑гидроксиглутарата в биологических образцах. Он состоит из массива золотых наноантенн на кремниевой подложке и регистрирует отклик молекул в терагерцовом диапазоне. Повышенный уровень L‑2‑гидроксиглутарата позволяет делать выводы о существовании злокачественной опухоли.

Исследователи завершили разработку сенсора и в дальнейшем планируют собрать универсальный вариант: отдельный сенсор для D‑2‑гидроксиглутарата и устройство, которое сможет измерять уровень L‑2‑гидроксиглутарата и D‑2‑гидроксиглутарата (две зеркальные формы одной молекулы, или изомеры) и их соотношение. Для этого они опираются на результаты китайских ученых, которые провели терагерцовую спектроскопию L‑2‑гидроксиглутарата и D‑2‑гидроксиглутарата и показали, что их спектры различаются.

Важность раздельного определения изомеров обусловлена их разной биологической ролью. В опухолях человека, таких как глиомы или лейкозы, образуется D-форма, синтез которой запускается мутациями в генах IDH1/2. L-форма в опухолевых клетках не образуется, но служит косвенным индикатором количества D-формы. Поэтому важно определить D-форму напрямую, а не только косвенно по уровню L-формы.

Все три показателя — L‑2‑гидроксиглутарата, D‑2‑гидроксиглутарата и их соотношение — используют как биомаркеры. Завершение работ запланировано на текущий год. Разработка нацелена на более доступную и оперативную диагностику онкологических заболеваний на ранних стадиях, что может повысить своевременность начала терапии.

Источник: МИНОБРНАУКИ России