پھیپھڑوں کے کینسر کا جلد پتہ لگانا ایسپیریشن سینسر سے ممکن ہے۔

نئی تشخیص نینو سینسر پر مبنی ہے جو انہیلر یا نیبولائزر کے ذریعے چلائی جا سکتی ہے۔ جب پھیپھڑوں میں سینسر کینسر سے متعلق پروٹین کا سامنا کرتے ہیں، تو وہ ایک سگنل خارج کرتے ہیں جو پیشاب میں جمع ہوتا ہے اور ایک سادہ کاغذی ٹیسٹ پٹی سے پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

یہ ٹیکنالوجی پھیپھڑوں کے کینسر کی تشخیص، کم خوراک کمپیوٹیڈ ٹوموگرافی (CT) کے لیے موجودہ سونے کے معیار کی جگہ لے سکتی ہے یا اس کی تکمیل کر سکتی ہے۔ محققین نے کہا کہ سی ٹی اسکینرز تک وسیع پیمانے پر رسائی کے بغیر کم اور درمیانی آمدنی والے ممالک کے لیے اس کے سنگین مضمرات ہو سکتے ہیں۔

"عالمی سطح پر، کم اور درمیانی آمدنی والے ممالک میں کینسر زیادہ عام ہے۔" عالمی سطح پر پھیپھڑوں کے کینسر کا وبائی امراض یہ ہے کہ یہ آلودگی اور تمباکو نوشی سے ہوتا ہے، لہذا ہم جانتے ہیں کہ یہ ایک ایسی حالت ہے جہاں ٹیکنالوجی تک رسائی کا بڑا اثر پڑ سکتا ہے،" سنگیتا بھاٹیہ، جان اور ڈوروتھی ولسن پروفیسر، ایم آئی ٹی سے ہیلتھ سائنسز اور ٹیکنالوجی، الیکٹریکل اور کمپیوٹر انجینئرنگ میں اور ایم آئی ٹی کوچ انسٹی ٹیوٹ فار انٹیگریٹیو کینسر ریسرچ اور انسٹی ٹیوٹ آف انجینئرنگ اینڈ میڈیکل سائنسز کی رکن ہیں۔

بھاٹیہ سائنس ایڈوانسز جریدے میں شائع ہونے والے مقالے کے مرکزی مصنف ہیں۔ ایم آئی ٹی کے محقق کیان ژونگ اور سابق ایم آئی ٹی پوسٹ ڈاک ایڈورڈ ٹین اس مطالعہ کے مرکزی مصنفین ہیں۔

سانس لینے کے قابل ذرات

پھیپھڑوں کے کینسر کی جلد از جلد تشخیص میں مدد کے لیے، یو ایس دی پریونٹیو سروسز ٹاسک فورس 50 سال سے زیادہ عمر کے بھاری تمباکو نوشی کرنے والوں کے لیے سالانہ سی ٹی اسکین کی سفارش کرتی ہے۔ تاہم، اس ٹارگٹ گروپ میں ہر کوئی ان اسکینوں سے نہیں گزرتا، اور اسکینوں کی اعلیٰ غلط-مثبت شرح غیر ضروری اور ناگوار ٹیسٹوں کا باعث بن سکتی ہے۔

بھاٹیہ پچھلی دہائی سے کینسر اور دیگر بیماریوں کی تشخیص کے لیے نینو سینسر تیار کر رہے ہیں، اور اس تحقیق میں، انھوں نے اور ان کے ساتھیوں نے انھیں پھیپھڑوں کے کینسر کے سی ٹی سکین کے سستے متبادل کے طور پر استعمال کرنے کا امکان تلاش کیا۔ یہ سینسر پولیمر نینو پارٹیکلز پر مشتمل ہوتے ہیں جو رپورٹرز کے ساتھ لیپت ہوتے ہیں، جیسے ڈی این اے بارکوڈز۔

یہ رپورٹرز ذرات سے آزاد ہوتے ہیں جب سینسر انزائمز کا سامنا کرتے ہیں جنہیں پروٹیز کہتے ہیں، جو اکثر ٹیومر میں زیادہ فعال ہوتے ہیں۔ یہ رپورٹرز آخر کار پیشاب میں جمع ہو جاتے ہیں اور جسم سے خارج ہو جاتے ہیں۔

سینسر کے پچھلے ورژن، جو ٹیومر کے دیگر مقامات جیسے جگر اور بیضہ دانی کو نشانہ بناتے ہیں، کو نس کے ذریعے انتظامیہ کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ پھیپھڑوں کے کینسر کی تشخیص کے لیے، محققین ایک سانس لینے کے قابل ورژن تیار کرنا چاہتے تھے جو کم وسائل کی ترتیبات میں تعیناتی کو آسان بنائے۔

"جب ہم نے اس ٹیکنالوجی کو تیار کیا، تو ہمارا مقصد پھیپھڑوں کے کینسر کے ابتدائی پتہ لگانے میں وسائل اور خلا کو دور کرنا تھا جس سے نہ صرف کینسر کا پتہ لگانے کا طریقہ اعلیٰ خصوصیت اور حساسیت کے ساتھ فراہم کیا جا سکتا تھا، بلکہ رسائی میں کم رکاوٹیں بھی تھیں۔" Zhong کہتے ہیں.

اس کو حاصل کرنے کے لیے، محققین نے دو پارٹیکل فارمولیشنز بنائے: ایک حل جو سپرے اور نیبولائزر کے ذریعے پہنچایا جا سکتا ہے، اور ایک خشک پاؤڈر جو انہیلر کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے۔ ایک بار جب ذرات پھیپھڑوں تک پہنچ جاتے ہیں، تو وہ ٹشوز میں جذب ہو جاتے ہیں اور پروٹولیٹک انزائمز کا سامنا کرتے ہیں۔ انسانی خلیے سینکڑوں مختلف پروٹیز کا اظہار کر سکتے ہیں، جن میں سے کچھ ٹیومر میں زیادہ فعال ہو جاتے ہیں اور ایکسٹرا سیلولر میٹرکس میں پروٹین کلیو کرتے ہیں، جو کینسر کے خلیوں کو اپنی اصل جگہ چھوڑنے میں مدد دیتے ہیں۔

یہ کینسر زدہ پروٹیز سینسر پر ڈی این اے بارکوڈ کو توڑ دیتے ہیں، جس سے بارکوڈ کو خون میں گردش کرنے کی اجازت ملتی ہے جب تک کہ یہ پیشاب میں خارج نہ ہو جائے۔

اس ٹیکنالوجی کے پچھلے ورژن میں، محققین نے پیشاب کے نمونوں کا تجزیہ کرنے اور ڈی این اے بارکوڈز کی شناخت کے لیے ماس سپیکٹرو میٹری کا استعمال کیا۔ تاہم، ماس سپیکٹرو میٹری کے لیے ایسے آلات کی ضرورت ہوتی ہے جو وسائل سے محروم علاقوں میں دستیاب نہ ہوں، اس لیے اس اختیار کے لیے، محققین نے ایک پس منظر کا بہاؤ ٹیسٹ تیار کیا ہے جو کاغذی ٹیسٹ سٹرپس کا استعمال کرتے ہوئے بارکوڈز کا پتہ لگا سکتا ہے۔

محققین نے اس پٹی کو چار مختلف ڈی این اے بارکوڈز کا پتہ لگانے کے لیے ڈیزائن کیا، ہر ایک مختلف پروٹیز کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ پیشاب کے نمونوں کو پہلے سے علاج یا پروسیسنگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور نتائج جمع کرنے کے تقریباً 20 منٹ بعد پڑھے جا سکتے ہیں۔

بھاٹیہ کہتے ہیں، "ہم نے اس ٹیسٹ کو کم وسائل والے حالات میں کارآمد ثابت کرنے کے لیے آگے بڑھایا، اس لیے خیال یہ تھا کہ پیٹرن کو کاغذ پر لکھیں، اسے پروسیس کیے بغیر یا اسے بڑھایا جائے۔ صحیح جگہ پر جائیں اور اسے 20 منٹ میں پڑھیں،" بھاٹیہ کہتے ہیں۔ درست تشخیص

محققین نے چوہوں میں تشخیصی نظام کا تجربہ کیا جو جینیاتی طور پر انسانوں میں پھیپھڑوں کے ٹیومر تیار کرنے کے لیے بنائے گئے تھے۔ اس سینسر کو ٹیومر بننے کے 7.5 ہفتوں بعد لگایا گیا تھا، جو انسانوں میں اسٹیج 1 یا 2 کینسر کے مساوی ہے۔ چوہوں پر تجربات کی پہلی سیریز میں، محققین نے مختلف پروٹیز کے لیے 20 مختلف سینسر کی سطح کی پیمائش کی۔

ان نتائج کا تجزیہ کرنے کے لیے، محققین نے سب سے درست تشخیصی نتائج فراہم کرنے کے لیے متوقع چار سینسروں کے امتزاج کا تعین کرنے کے لیے مشین لرننگ الگورتھم کا استعمال کیا۔ اس کے بعد انہوں نے اس مجموعہ کو ماؤس ماڈل میں آزمایا اور پتہ چلا کہ یہ ابتدائی مرحلے میں پھیپھڑوں کے ٹیومر کا درست پتہ لگا سکتا ہے۔

محققین نے کہا کہ انسانوں میں استعمال کے لیے ایک درست تشخیص کے لیے متعدد سینسر کی ضرورت پڑ سکتی ہے، لیکن یہ کاغذ کے متعدد ٹکڑوں کا استعمال کرتے ہوئے مکمل کیا جا سکتا ہے، جن میں سے ہر ایک چار مختلف ڈی این اے بارکوڈز کا پتہ لگاتا ہے۔ محققین اب انسان کا تجزیہ کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔