Kontinuerlig overvågning af proteiner en spilskifter for patienter med hurtigt forværrede forhold

En verdens første opdagelse af forskere ved Monash University og University of Queensland kan føre til hurtigere og mere effektive behandlinger af kroniske sundhedskomplikationer, såsom hjerte -kar -sygdomme og kræft, med 'fluorescerende' in vivo biosensorer.

Forskergruppen, ledet af Dr. Simon Corrie fra Monash Universitys afdeling for kemiteknik og ARC Center of Excellence in Convergent Bio-Nano Science and Technology, tog et antistof, der binder EGFR (epidermal vækstfaktor receptor) proteiner og konstruerede det til at overvåge koncentrationen af ​​EGFR proteiner i serumopløsninger over tid.

Medforfattere af papiret, udgivet i ACS -sensorer , er Dr. Christian Fercher, Dr. Martina Jones og professor Stephen Mahler fra University of Queensland og Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology.

En manglende evne til at påvise væksten af ​​EGFR -proteiner hos mennesker kan være forbundet med udviklingen af ​​en række tumorer, herunder kræft, såvel som starten på sygdomme som Alzheimers.

Ved hjælp af en uafhængig detektionsmekanisme udviklet af forskergruppen, involverer fluorescerende farvestoffer, forskere skabte en biosensor fra et velkendt antistof, der var i stand til at 'aflæse' ændringer af EGFR-proteinet i realtid ved at overvåge påviselige ændringer i fluorescensspektrene.

Evnen til at overvåge proteinbiomarkørkoncentrationer i kropsvæsker i realtid er uvurderlig for at spore patienter med risiko for hurtig forringelse, herunder dem, der kræver personlig lægemiddelovervågning eller dem, der har stor risiko for komplikationer som følge af kritiske forhold, som sepsis, hjerteanfald eller tumorrespons på behandlingen.

Ingen har indtil nu været i stand til at konstruere et antistof til kontinuerlig testning.

"Alle de diagnostiske tests, vi kender, involverer prøveudtagning af noget (blod, urin, væv) på et bestemt tidspunkt og tager det samme til et laboratorium for at forhøre det. Men for patienter, der lider af akutte tilstande, i hvilken tid at diagnosticere og hurtig behandling er meget vigtig, denne traditionelle diagnostiske proces er ikke god nok, "Sagde Dr. Corrie.

"Overvågning af dynamiske ændringer i proteiner, for eksempel stiger eller falder proteinniveauer over tid, sandsynligvis vil give meget mere detaljerede oplysninger om en sygdom eller behandlingsproces, men de sensorer, der kræves for at gøre dette, findes ikke uden for kontinuerlig glukosetest for diabetes.

"Vores evne til at skabe antistoffer, som binder reversibelt til mål og kan 'læses' ved hjælp af fluorescens, betyder, at vi kan udvikle in vivo sensorer. Disse sensorer kan overvåge niveauerne af kritiske biomarkører, når de ændrer sig over tid som reaktion på en sygdom eller behandling, snarere end bare at sende en prøve til et laboratorium og få et øjebliksbillede om en dag eller to.

"Disse biomarkører kan omfatte mængden af ​​overfladeproteiner på en kræftcelle, og om et lægemiddel får dem til at reducere i størrelse eller ej, tester derfor behandlingens effektivitet. Det kan også bruges til at overvåge koncentrationen af ​​potentielt giftige lægemidler, som nogle antibiotika. "

Denne opdagelse var i stand til at konstruere et antistoffragment, der var reversibelt bundet til en proteinanalyt (scFv) i en kemisk opløsning, samtidig med at specificiteten af ​​den oprindelige antistofsekvens bevares.

Gennem deres indsats, kontinuerlig in vitro -overvågning over flere timer blev registreret med succes.

"Der arbejdes på at anvende farvestoffer, der er meget bedre egnet til medicinske anvendelser, "Sagde Dr. Corrie.

"I fremtiden, vi forventer, at denne proces vil blive brugt til at generere en række biosensorer, der kontinuerligt kan overvåge proteinkoncentration inde i menneskekroppen, gennem en biofarmaceutisk proces, eller i miljøet. "