Forskere skaber sporingsnanoagenter til at belyse meget små syge væv

Polymer nanoagenter, der kan "lyse op" små områder af sygt væv, som konventionelle metoder ikke kan opdage, er blevet skabt af et forskerhold ledet af Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore)

Nanoagenterne, kendt som 'halvleder polymer nanopartikler' (SPN'er), kan lagre lysenergi fra kilder såsom sollys, nær-infrarødt lys eller endda lys fra mobiltelefoner, og derefter udsende langvarigt 'efterglødende lys'.

Forskerholdet fra NTU Singapore skræddersyede meget følsomme SPN'er til at spore og låse på sygt væv i kroppen, såsom kræftceller, tilbagesendelse af nær-infrarøde signaler, som kan modtages og fortolkes af standard billedbehandlingsudstyr.

Forskere og læger har nu mere tid til at se på testresultater, da nanoagenterne fortsætter med at belyse sig selv, og deres lysintensitet falder med det halve først efter seks minutter.

Alternativt hvis det opbevares ved -20 grader Celsius, prøven vil bevare sine resultater i en måned, hvilket gør det bekvemt for andre diagnostiske eksperter at fortolke og gennemgå resultaterne på et senere tidspunkt.

Når de blev testet i mus, metoden gav resultater 20 til 120 gange mere følsomme end nuværende optiske billeddannelsesmetoder og 10 gange hurtigere til at vise sygt væv.

I modsætning til konventionelle optiske efterglødende midler, der er mindre lysstærke og indeholder sjældne jordarters tungmetalioner, der er giftige for biologiske celler, de nye nanomidler er også økologiske, biologisk nedbrydelige og indeholder biologisk godartede ingredienser, som er ikke-giftige.

Forskningen blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Natur bioteknologi den 16. oktober. Det kan føre til fremtidige potentielle anvendelser inden for billedstyret kirurgi og til overvågning af virkningerne af lægemidler, der søger regulatorisk godkendelse.

Lektor Pu Kanyi fra NTU's School of Chemical and Biomedical Engineering, der ledede forskerholdet, sagde, "De nye polymer nanoagenser, vi har designet og bygget, viser meget lovende for kliniske anvendelser. De kan opdage sygt væv meget hurtigere end nuværende optiske billeddannelsesteknikker, og er meget sikrere at bruge.

"Vi håber, at dette kan føre til teknologi, der gør det muligt for læger at diagnosticere og behandle patienter meget tidligere, end det er muligt på nuværende tidspunkt. Potentiel brug kan være i billedstyret kirurgi, hvor kirurger kunne bruge teknologien til at hjælpe dem med præcist at fjerne sygt væv i realtid, og ved at overvåge virkningerne af lægemidler, der søger regulatorisk godkendelse."

Rolle i lægemiddeludvikling

Teknologien kan også bruges til at evaluere adfærd og terapeutiske resultater af lægemidler i kroppen, for eksempel, om lægemidler inducerer leverskader som en bivirkning.

Lægemiddelinduceret leverskade er en af ​​de mest almindelige årsager til, at den amerikanske fødevare- og lægemiddeladministration tilbageholder lægemiddelgodkendelse.

Evaluering af potentielle skader forud for myndighedsgodkendelse er udfordrende, fordi pt. undersøgelser udført i et kontrolleret miljø uden for en levende organisme har ofte lav forudsigelsesevne for, hvordan stoffet reagerer inde i organismen.

Eksisterende metoder sporer kun sådan aktivitet på vævsniveau, mens den nye teknologi virker på molekylært niveau, overvågning af øgede eller reducerede niveauer af biomarkører for at bestemme, hvordan stofferne virker, før deres terapeutiske virkning er afsluttet, giver meget større forudsigelseskraft for lægemiddeludvikling.

Undersøgelsen tog to år, og der er indgivet patent på teknologien. Forskerholdet har nu til hensigt at udføre yderligere forsøg i større dyremodeller.