Учёные из Монреаля разработали инновационную технологию для раннего обнаружения меланомы ещё до её визуализации на коже. В статье, опубликованной в Nature Sensors, описана система SMEAR-ULM, которая с помощью «умной татуировки» и сверхбыстрой оптической съёмки фиксирует мельчайшие тепловые изменения на поверхности кожи, указывающие на присутствие микроопухолей.
Меланома: ловить на самом старте
В Канаде продолжает расти число случаев меланомы, а своевременная диагностика остаётся ключом к успешному лечению. Традиционные методы — визуальный осмотр и биопсия — инвазивны и часто не позволяют выявить самые ранние, агрессивные опухоли, размер которых меньше 5 мм и незаметны без специальных средств.
Тепловой сигнал как биомаркер
Раковые клетки интенсивно потребляют кислород и питательные вещества, что сопровождается повышенным вырабатыванием тепла. Однако привычные инфракрасные камеры обладают ограниченным пространственным разрешением и высокой шумовой составляющей, из-за чего фиксируют лишь более крупные опухоли.
Принцип работы «умной татуировки»
Ключевой элемент системы SMEAR-ULM — пластырь с безболезненными микроиглами, вводящий под кожу наночастицы, легированные редкоземельными элементами. Эти частицы образуют временную «умную татуировку» — массив микроскопических термометров. При освещении ближним инфракрасным светом наночастицы излучают видимое свечение, длительность которого зависит от температуры тканей.
«Мы смогли за один сверхбыстрый снимок получить детальную температурную карту с субмиллиметровым разрешением и точностью до долей градуса, — говорит профессор Jinyang Liang из INRS. — Это позволяет надёжно обнаруживать микропятна, которые обычно ускользают от визуального осмотра».
Результаты предклинических испытаний
В экспериментах на мышах, моделирующих генетические изменения человеческой меланомы, SMEAR-ULM позволил обнаружить опухоли уже на 4-й день после их появления — в то время как традиционные термокамеры видят лишь новообразования размером от 5 мм.
Первый автор исследования, постдок INRS Yingming Lai, отмечает: «Наш метод обходится без повторных измерений и показывает устойчивые результаты даже в сложных условиях in vivo».
Перспективы и финансирование
Помимо меланомы платформа может быть адаптирована для картирования других биомаркеров, таких как pH или концентрация ионов. Исследование опубликовано в статье Lai Y. et al. Single-shot microneedle-encoded upconversion lifetime mapping for real-time in vivo thermo-dermoscopy. Nat. Sens. (2026). DOI:10.1038/s44460-026-00078-4.
Работа выполнена при поддержке NSERC, Программы канцлерских исследований Канады, Канадского общества борьбы с раком, New Frontiers in Research Fund, FRQNT, CIHR и Факультета фармации Университета Монреаля. Технологию также поддержали Канадская ассоциация производителей генериков и Biosimilars Canada.
