En plåster som innehåller tiotals miljoner mikroskopiska nanonålar kan snart ersätta traditionella biopsier, har forskare upptäckt. Plåstret erbjuder ett smärtfritt och mindre invasivt alternativ för miljontals patienter världen över som varje år genomgår biopsier för att upptäcka och övervaka sjukdomar som cancer och Alzheimers. Forskningen publiceras i Nature Nanotechnology.
Biopsier är en av de vanligaste diagnostiska procedurerna i världen och utförs miljontals gånger varje år för att upptäcka sjukdomar. De är dock invasiva, kan orsaka smärta och komplikationer och kan avskräcka patienter från att söka tidig diagnos eller uppföljande tester. Traditionella biopsier tar också bort små bitar av vävnad, vilket begränsar hur ofta och hur omfattande läkare kan analysera sjuka organ som hjärnan.
Nu har forskare vid King’s College London utvecklat ett nanonålplåster som smärtfritt samlar in molekylär information från vävnader utan att ta bort eller skada dem. Detta kan göra det möjligt för vårdpersonal att övervaka sjukdomar i realtid och utföra flera upprepade tester från samma område – något som är omöjligt med vanliga biopsier.
Eftersom nanonålarna är 1 000 gånger tunnare än ett människohår och inte tar bort vävnad orsakar de ingen smärta eller skada, vilket gör processen mindre smärtsam för patienterna jämfört med vanliga biopsier. För många kan detta innebära tidigare diagnos och mer regelbunden övervakning, vilket förändrar hur sjukdomar spåras och behandlas.
Dr Ciro Chiappini, som ledde studien, säger: ”Vi har arbetat med nanonålar i tolv år, men detta är vår mest spännande utveckling hittills. Det öppnar en värld av möjligheter för människor med hjärncancer, Alzheimers och för att utveckla personaliserad medicin. Det kommer att göra det möjligt för forskare – och så småningom även kliniker – att studera sjukdomar i realtid på ett helt nytt sätt.”
I prekliniska studier applicerade teamet plåstret på hjärncancervävnad som tagits från biopsier på människor och musmodeller. Nanonålarna extraherade molekylära ”fingeravtryck” – inklusive lipider, proteiner och mRNA – från cellerna utan att ta bort eller skada vävnaden.
Vävnadsavtrycket analyseras sedan med hjälp av masspektrometri och artificiell intelligens, vilket ger vårdteam detaljerad information om huruvida en tumör finns, hur den svarar på behandling och hur sjukdomen utvecklas på cellnivå.
Dr Chiappini säger: ”Denna metod ger multidimensionell molekylär information från olika typer av celler i samma vävnad. Traditionella biopsier kan helt enkelt inte göra det. Eftersom processen inte förstör vävnaden kan vi ta prover från samma vävnad flera gånger, vilket tidigare var omöjligt.”
Denna teknik kan användas vid hjärnkirurgi för att hjälpa kirurger att fatta snabbare och mer precisa beslut. Genom att applicera plåstret på ett misstänkt område kan man till exempel få resultat inom 20 minuter och fatta beslut i realtid om att ta bort cancervävnad.
Nanoneedles tillverkas med samma teknik som datorchips och kan integreras i vanliga medicintekniska produkter som bandage, endoskop och kontaktlinser.
Dr Chiappini tillägger: ”Detta kan vara början på slutet för smärtsamma biopsier. Vår teknik öppnar nya vägar för att diagnostisera och övervaka sjukdomar på ett säkert och smärtfritt sätt, vilket hjälper läkare och patienter att fatta bättre och snabbare beslut.”
Genombrottet möjliggjordes genom ett nära samarbete mellan nanoingenjörsvetenskap, klinisk onkologi, cellbiologi och artificiell intelligens – varje område bidrog med viktiga verktyg och perspektiv som tillsammans öppnade upp en ny metod för icke-invasiv diagnostik.
Mer information: Nanoneedles enable spatiotemporal lipidomics of living tissues, Nature Nanotechnology (2025).
På GitHub: github.com/zaritskylab/Nanoneedle-Lipidomics
