A bioszenzor-technológia áttörést hozhat a tüdőrák kilégzéssel történő kimutatásában
Amerikai kutatók olyan bioszenzort fejlesztettek ki, amely mesterséges intelligenciával kombinálva ígéretes eredményeket mutat a tüdőrák kilégzéssel történő diagnosztikájában.
Az elektrokémiai bioszenzor nyolc illékony szerves vegyületet (volatile organic compounds – VOC) azonosít, amelyek potenciális biomarkerei a mellkasi daganatoknak, beleértve a tüdő- és nyelőcsőrákot is. A mesterséges intelligencia ezután elemzi a VOC-ok biokémiai jellemzőit annak meghatározására, hogy azok megfelelnek-e a különböző thoracalis malignitásokhoz korábban társított mintázatoknak.
„Olyan szűrőeszközt fejlesztettünk, amely lehetővé teheti az orvosok számára, hogy a betegséget korai stádiumban felismerjék, ezáltal javítva a kimenetelt” – nyilatkozta Dr. Shalini Prasad, a biomérnöki tanszék vezetője és professzora a Texasi Egyetem Erik Jonsson Mérnöki és Számítástechnikai Iskolájában. „Ez a technológia potenciálisan költséghatékony, gyors és nem invazív légzésanalitikai módszert kínál a daganatszűrés számára.”
A projekt a UT Dallas biomérnöki és számítástechnikai kutatócsoportjai, valamint a UT Southwestern Medical Center klinikai kutatói közötti együttműködés eredménye. A technológiát a Sensing and Bio-Sensing Research folyóirat 2025. augusztusi számában ismertették.
Az elektrokémiai eszközt 67 beteg kilégzési mintáján tesztelték, köztük 30, biopsziával megerősített thoracalis malignitásban szenvedő páciensnél. A berendezés azonosította a VOC-ok jelenlétét az igazolt daganatos esetek 90%-ában.
A fejlesztés ötlete a COVID–19 pandémia idején született.
„Akkoriban nagy volt az érdeklődés a nem invazív, gyors szűrőmódszerek iránt, amelyekkel a COVID-fertőzöttek azonosíthatók és izolálhatók voltak” – mondta Prasad, a tanulmány levelező szerzője, a Systems Biology Science tanszék professzora. „A kilégzési minták vizsgálata azért vált különösen vonzóvá, mert a légzés során metabolitok is ürülnek, amelyek a betegségek indikátorai lehetnek.”
A kilégzett levegő metabolitösszetételének változásai már a betegség kialakulásának korai szakaszában kimutathatók. Ez a feltörekvő kutatási terület, az ún. „breathomics”, lehetőséget kínál arra, hogy az egészségügyi szolgáltatók a VOC-ok analízisével diagnosztizáljanak betegségeket vagy monitorozzák a szervezet állapotát. Prasad kiemelte, hogy az MI a diagnosztikai teljesítmény kulcseleme.
„A kilégzésprofilt elemző eszköz és a hozzá kapcsolódó gépi tanulási modell jelentős potenciállal bírhat a daganatdiagnosztikában, miközben költséghatékony megoldást kínál – feltéve, hogy a klinikai validálás nagyobb esetszám mellett is megerősíti az eredményeket” – tette hozzá Daescu.
„A tüdőrák világszerte a daganatos halálozás vezető oka” – hangsúlyozta Abu-Hijleh, aki intervenciós pulmonológus, valamint a légzésterápiás részleg orvosi igazgatója és a COPD-klinika vezetője. „A minimálisan invazív diagnosztikai eljárások, mint a biomarker-vizsgálat és a kilégzett VOC-analízis, lehetőséget adhatnak a thoracalis malignitások korai felismerésére, a betegek és az egészségügyi rendszer számára minimális megterheléssel és alacsonyabb morbiditással.”
Anirban Paul et al, Electrochemical breath profiling for early thoracic malignancy screening, Sensing and Bio-Sensing Research (2025). DOI: 10.1016/j.sbsr.2025.100815
