محققان در راستای بهبود کیفیت درمانی بیماری سرطان، زیست‌حسگری ساخته‌اند که قادر به بررسی لحظه‌به‌لحظه تومور می‌باشد. این ابزار که بر اساس دو عامل پی‌اِچ و اکسیژن محلول به تفسیر شرایط می پردازد؛ کاربردهای دیگری نیز در زمینه سایر علوم نظیر علم محیط‌زیست دارد.
به گزارش مرکز اطلاع رسانی و روابط عمومی معاونت علمی وفناوری رئیس جمهوری، پزشکان در حال حاضر برای بررسی پاسخ سرطان به روش‌های درمانی، بر نتایج حاصل از تصویربرداری اِمآرآی و دیگر فناوری‌های تصویربرداری و همچنین، تحلیل بافت‌های حاصل از نمونه‌برداری تکیه‌می‌کنند. اما توسط این روش‌ها تنها می‌توان تصویری لحظه‌ای به‌دست آورد که این تصویر تا زمان تحلیل نتایج به‌دست‌آمده، به تاریخ پیوسته و اعتبار خود را از دست داده‌است. در رابطه با نمونه‌برداری نیز، تعداد دفعاتی که می‌توان بدن را مورد تهاجم قرار داد و عملیات نمونه‌برداری را انجام داد، محدود است.
هم‌اکنون، محققانی از مرکز تحقیقات مجتمع سرطانی در موسسه فناوری ماساچوست(MITs Koch Institute for Integrative Cancer Research)، ابزاری قابل‌کاشت طراحی کرده‌اند که امکان تفسیر لحظه‌به‌لحظه وضعیت تومور را فراهم می‌آورد. پزشکان توسط چنین ابزاری می‌توانند میزان شدت درمان را تنظیم کرده و عوارض جانبی احتمالی را به حداقل برسانند.
مایکل کیما ، پروفسور مهندسی و نویسنده ارشد این مطالعه، اظهار داشت: «هدف ما ساخت وسیله‌ای بود که بتواند توسط سیگنال‌های شیمیایی، ما را از آنچه که در داخل تومور رخ می‌دهد باخبر سازد. به‌این ترتیب، نیازی به انتظار چندین ماهه برای بررسی میزان کوچک‌شدن تومور نبوده و می‌توان تفاسیر اولیه‌ای برای تعیین مسیر درمانی صحیح به‌دست آورد.
این زیست‌حسگر، به کمک کنترل و اندازه‌گیری پی‌اِچ و اکسیژن محلول، وظیفه خود را انجام می‌دهد. این دو بیومارکر، شناساگرهای ارزشمندی برای بررسی میزان اثربخشی روش درمانی به‌کار رفته می‌باشند. زیرا در صورت مؤثر واقع‌شدن شیمی‌درمانی، بافت تومور، اسیدی‌تر می‌شود و همچنین، تومور در شرایط کم‌اکسیژن بهتر رشد می‌کند.
کیما افزود: «در بسیاری از مواقع می‌توان پاسخ شیمیایی تومور را پیش از کوچک‌شدن آن مشاهده‌کرد. برخی از روش‌های درمانی، منجر به تحریک یک پاسخ ایمنی و به‌تبع آن، ایجاد التهاب می‌شوند. در نتیجه، در ظاهر به‌نظر می‌رسد که تومور در حال رشد است، در حالیکه در واقعیت، درمان مؤثر واقع شده‌است».
این زیست‌حسگر ریز، به‌اندازه‌ای کوچک است که می‌توان آن را روی نوک یک سوزن نمونه‌برداری جا داد. این وسیله از یک پوسته پلاستیکی زیست‌سازگار ساخته شده‌است و 10 میلی‌میتر از مواد کنتراست‌زای شیمیایی رایج در تصویربرداری اِمآرآی و تعدادی اجزای الکترونیکی جهت ارسال سیگنال به یک دستگاه خارجی، در داخل آن جاسازی شده‌است.
قدرت این وسیله، در مفسر خارجی آن نهفته‌است. یک کویل فلزی کوچک در داخل این وسیله و نسخه‌ای بزرگتر نیز در داخل مفسر وجود دارد. توسط یک جریان الکتریکی، کویل موجود در داخل مفسر، مغناطیسی شده و در صورت مجاورت با حسگر، طی فرایندی موسوم به القای مشترک، در کویل داخل حسگر ولتاژی ایجاد می‌کند.
مفسر برای حصول اطلاعات، دسته‌ای پالس به حسگر ارسال می‌کند. حسگر نیز در پاسخ به این پالس‌ها، سیگنال‌هایی ارسال می‌کند که توسط رایانه‌ای که به مفسر متصل است، تفسیر می‌شوند. این رایانه، سیگنال‌های ارسالی توسط حسگر را تحلیل کرده و تغییرات ایجاد شده در میزان بیومارکرهای مذکور را آشکار می‌سازد.
محققان برای آزمایش این وسیله، آن را در موش‌ها جاسازی‌کردند. نتایج نشان داد که حسگرها قادرند میزان پی‌اِچ و غلظت اکسیژن در بافت‌ها را با سرعت و دقت زیاد اندازه‌گرفته و سیگنال‌های مناسب و قابل‌اعتمادی را متناسب با آن‌ها ارسال‌کنند.
در قدم بعدی، این تیم تحقیقاتی قصد دارد میزان توانایی این حسگر را در اندازه‌گیری تغییرات پی‌اِچ در بازه‌های زمانی طولانی‌تر بررسی کند. کیما بر این باور است که در آینده می‌توان از این حسگرها برای کنترل سلامت بیماران در طول سالیان متعدد استفاده کرد. وی در این زمینه اظهار داشت: «امروزه هزاران نفر به‌لطف ابزارهای الکترونیکی قابل‌کاشت نظیر دستگاه‌های تنظیم‌کننده ضربان قلب و دفیبریلاتورها (دستگاه شوک‌دهنده) زنده‌اند. این حسگرها نیز از موادی مشابه مواد به‌کار رفته در ساخت این ابزارها، تولید شده‌اند و با توجه به ابعاد بسیار کوچک آن‌ها، استفاده از آن‌ها محتملاً مشکلی ایجاد نخواهدکرد».
تمرکز فعالیت‌های این تیم تحقیقاتی بر روی مراقبت از سرطان می‌باشد. اما این پژوهشگران، کاربردهای دیگری را نیز برای این زیست‌حسگرها متصور شده و به همکاری با محققان دیگر رشته‌ها نظیر علم محیط‌زیست تمایل‌دارند. برای مثال، توسط این حسگرها می‌توان میزان پی‌اِچ و اکسیژن محلول را در نقاط مختلف یک دریاچه اندازه‌گیری کرد.
در اکتبر 2014، پایگاه خبری Medical News Today از فعالیت گروهی دیگر از دانشمندان در زمینه آزمایشگاه روی تراشه خبر داد. این دانشمندان مدعی‌اند که توسط تنها یک قطره از خون بیمار قادرند سرطان ریه را بسیار زودتر از روش‌های فعلی، شناسایی‌کنند. روش‌های فعلی برای تشخیص سرطان ریه، به نمونه‌برداری تهاجمی نیاز دارند و تنها و پس از رشد تومور تا ابعاد حدود 3 سانتیمتر و شروع انتشار آن مؤثرند.