Nowe nanocząsteczki pomagają wykrywać nowotwory głębokich tkanek

Anonim

Naukowcy opracowali nową formę nanocząstek i powiązaną technikę obrazowania, która może wykrywać wiele biomarkerów choroby, w tym raka piersi, znajdujących się w tkance głębokiej w ciele.

W raporcie naukowym Nature Nanotechnology badania te otwierają nową drogę w minimalnie inwazyjnej diagnostyce choroby i potencjalnie będą miały szerokie zastosowanie zarówno w badaniach biomedycznych, jak iw zastosowaniach klinicznych.

"Wykorzystanie nanocząsteczek do obrazowania biologicznego chorób jest ekscytującym i szybko rozwijającym się obszarem nauki" - mówi autor badań, dr Yiqing Lu z Centrum Doskonałości ARC w Nanotechnologii (CNBP), Macquarie University.

"Specjalnie zaprojektowane nanocząsteczki mogą być umieszczane w próbkach biologicznych lub wstrzykiwane w określone miejsca ciała, a następnie" wzbudzane "przez wprowadzane światło, takie jak światło z lasera lub światłowodu", mówi.

"Bakterie chorobowe celowane przez te nanocząsteczki ujawniają się, emitując swoje własne, specyficzne długości fal, które można zidentyfikować i zobrazować."

Poważnym ograniczeniem jest jednak to, że tylko jeden biomarker choroby w danym momencie można odróżnić i określić ilościowo w ciele przy użyciu tego rodzaju techniki wykrywania.

"Wykrywanie wielu biomarkerów (znanych jako multipleksowanie) w organizmie było dużym wyzwaniem dla naukowców" - mówi dr Lu.

"Środowisko tkankowe jest niezwykle złożone - pełne elementów pochłaniających światło i rozpraszających, takich jak krew, mięśnie i chrząstki, i wprowadzanie wielu nanocząsteczek do miejsca, działającego w wielu długościach fal w celu wykrycia wielu biomarkerów, powoduje nadmierne zakłócenia, co czyni je niezwykle trudnym precyzyjne określenie, czy istnieje szereg biomarkerów choroby. "

Dr Lu i zespół badawczy, aby rozwiązać ten problem, opracowali innowacyjne nanocząsteczki, które emitują światło o tej samej częstotliwości (światło bliskie podczerwieni), ale które mogą być kodowane w celu emitowania światła przez określony czas (w od mikrosekund do milisekundy).

"Jest to czas trwania emisji światła i reakcji biomarkera na tę ilość światła w czasie (znaną jako czas życia luminescencji), który daje wyraźnie możliwą do zidentyfikowania sygnaturę molekularną" - mówi.

"Wiele biomarkerów choroby można wyraźnie zidentyfikować i zobrazować w oparciu o to podejście, ponieważ nie ma nakładających się długości fal zakłócających odczyt."

"Umożliwia to obrazowanie biomedyczne o wysokim kontraście, które może jednocześnie wykrywać wiele biomarkerów chorób". mówi dr Lu.

W ekscytującym przełomie w testach laboratoryjnych, innowacyjne nanocząsteczki były w stanie wykryć wiele postaci nowotworów sutka u myszy.

"Jesteśmy niezmiernie podekscytowani, gdy ta praca nas zabiera" - mówi profesor Fan Zhang z Uniwersytetu Fudan (Chiny) i współtwórca publikacji na temat badań.

"Udało nam się skutecznie wykryć i zidentyfikować kluczowe biomarkery dla wielu różnych podtypów raka piersi."

"Technika ta może dostarczyć małoinwazyjnej metody określania, czy rak piersi jest obecny, jak również postaci raka piersi, bez konieczności pobierania próbek tkanek za pomocą biopsji."

"Ostatecznie nasze nowe nanocząstki pozwolą na ilościową ocenę szerokiego zakresu chorób i biomarkerów nowotworowych, wszystkie naraz.Technika ta będzie mogła być wykorzystana do wstępnego badania choroby i potencjalnie wykorzystana w zintegrowanej terapii" - mówi profesor Fan Zhang.

Profesor Jim Piper, lider węzła CNBP na Macquarie University, a także autor artykułu, jest podobnie optymistyczny w stosunku do uzyskanych wyników.

"Jest to duży postęp w długoterminowym wysiłku w naszym Centrum na Uniwersytecie Macquarie w celu opracowania innowacyjnych technik równoczesnego wykrywania wielu markerów choroby u ludzi i zwierząt" - mówi.

"Kolejne kroki w naszej współpracy badawczej mają na celu dalsze udoskonalanie nanocząsteczek, zbadanie kwestii związanych z klinicznym wprowadzeniem technologii oraz zbadanie dalszych zastosowań i obszarów chorobowych, w których ta technika może być najlepiej wykorzystana."

Raportowany w czasopiśmie Nature Nanotechnology międzynarodowy zespół naukowców zaangażowanych w badania jest oparty na Centrum Doskonałości ARC w Nanoskali BioPhotonics (CNBP), Macquarie University i Fudan University w Chinach.

Warto zauważyć, że dzieło to stanowi rozszerzenie poprzednich badań obrazowania nanocząstek przeprowadzonych przez dr Lu na Uniwersytecie Macquarie, któremu przyznano patent w Stanach Zjednoczonych i Chinach, i który został już licencjonowany przez partnerów komercyjnych.

menu
menu