Mærkning af tumorer med guld:Forskere bruger guld nanorods til at markere hjernetumorer

"Det er ikke hjernekirurgi" er en sætning, der ofte bliver udtalt for at afvise et jobs vanskeligheder, men når opgaven faktisk er at fjerne en hjernetumor, selv den mindste fejl kan have alvorlige helbredsmæssige konsekvenser. For at hjælpe kirurger i sådanne højtrykssituationer, forskere fra Prof. Adam Wax' team ved Duke University's Fitzpatrick Institute for Photonics and Biomedical Engineering Department har foreslået en måde at udnytte guldnanopartiklernes unikke optiske egenskaber for klart at skelne en hjernetumor fra den raske, og livsvigtig, væv, der omgiver det. Holdet vil præsentere deres resultater på Optical Society's (OSA) årsmøde, Frontiers in Optics (FiO) 2011, finder sted i San Jose, Californien i næste uge.

Nuværende teknikker til at skitsere hjernetumorer varierer, men alle har begrænsninger, såsom manglende evne til at udføre billeddannelse i realtid uden store, dyrt udstyr, eller visse mærkningsmidlers toksicitet og begrænsede levetid. Guldnanopartikler - som er så små, at 500 af dem ende-til-ende kunne passe på tværs af et menneskehår - kan give en bedre måde at markere tumorvæv på, da de er ugiftige og relativt billige at fremstille.

Duke-forskerne syntetiserede guld, stavformede nanopartikler med varierende længde-til-bredde-forhold. De forskellige størrelser partikler viste forskellige optiske egenskaber, så ved at kontrollere nanorodernes vækst kunne holdet "tune" partiklerne til at sprede en bestemt lysfrekvens. Forskerne sluttede derefter de indstillede partikler til antistoffer, der binder til vækstfaktor-receptorproteiner, der findes i usædvanligt høje koncentrationer på ydersiden af ​​kræftceller. Når antistofferne satte sig fast på kræftceller, guld-nanopartiklerne markerede deres tilstedeværelse.

Holdet testede metoden ved at bade skiver af tumorholdig musehjerne i en opløsning af guldnanopartikler fusioneret med antistoffer. At skinne den indstillede frekvens af lys på prøven afslørede lyse punkter, hvor tumorerne lurede. Afstembarheden af ​​guldnanopartiklerne er vigtig, siger teammedlem Kevin Seekel, fordi det giver forskerne mulighed for at vælge fra et vindue af lysfrekvenser, der ikke let absorberes af biologisk væv. Det kan også give forskere mulighed for at knytte forskelligt indstillede nanopartikler til forskellige antistoffer, giver en måde at diagnosticere forskellige typer af tumorer baseret på de specifikke overfladeproteiner, kræftcellerne viser. Fremtidigt arbejde af holdet vil også fokusere på at udvikle en kirurgisk sonde, der kan afbilde guld nanopartikler i en levende hjerne, Seekell siger.