(Phys.org) —Nanoprober lavet af guld kan bruges til at forudsige folks kræftrisiko – og effektiviteten af behandlinger, efter forskning fra University of Strathclyde akademikere.
Nanoproberne kunne give forskere mulighed for at studere kræftceller i mindste detalje - ved hjælp af en meget følsom billeddannelsesteknik kendt som FRET-mikroskopi - med det formål at identificere tumorfremkaldende egenskaber. Nanoproberne kan også bruges til at måle, hvor effektiv medicin er, på et subcellulært detaljeniveau, mens en anden applikation kunne være identifikation af forurenende stoffer i mad- og vandforsyninger.
Dr Yu Chen, ved universitetets fysikafdeling, sagde:"Teknologien kunne tillade samtidig påvisning af flere typer RNA relateret til kræft, hvilket så ville øge muligheden for, at forskere i sidste ende kan screene patienter, for at forudsige deres risiko for at udvikle sygdom. Ved at tillade os at se, hvad der sker inde i celler, Vi håber også, at denne forskning også vil føre til udvikling af teknikker til at studere lægemidlers effektivitet."
Medarbejder professor David Birch, også af fysikafdelingen, sagde:"Vi er meget begejstrede for de potentielle anvendelser af denne tværfaglige tilgang, som udnytter ekspertise fra fysik, kemi, biologi, teknik og medicin. Vi håber, at det vil føre til udviklingen af en ny generation af biologisk billeddannelse og sanseteknikker, der understøtter forbedringer i sundhedsvæsenet for en række sygdomme."
Holdet mener også, at FRET-mikroskopi med guldnanopartikler kan bruges til at forbedre fødevare- og vandsikkerheden. Medarbejder Dr Jun Yu, fra Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, sagde:"Denne nye tilgang til billeddannelse af RNA på et enkeltcelleniveau kan også give forskere mulighed for at udvikle nye metoder til at identificere forskellige mikrober, som kan have forurenet mad og vand. Fødevaresikkerhed er en global udfordring og brug af nye nanosonder til at opdage fødevareforurening vha. forskellige mikrober vil åbne op for en ny måde at løse dette afgørende problem på."
Guldnanopartikler - mindre end 1000. af bredden af et menneskehår - har en række fordele i forhold til organiske farvestofmolekyler, der i øjeblikket bruges til at studere celler med fluorescensmikroskopi. De er mere fotostabile - hvilket betyder, at de er uændrede ved eksponering for lys - er mere følsomme, fordi de kan sondere over en længere afstand, og er mindre giftige for celler.
Dr. Chen sagde:"Nanoproberne er baseret på en type 'molekylært håndtryk', kaldet Förster resonansenergioverførsel – eller FRET, hvor guldnanopartikler er forbundet med et fluorescerende protein, via et hårnålestruktureret enkeltstrenget DNA. Ved interaktion med mål-mRNA'et i cellen, hårnålestrukturen opløses, og der opstår et fluorescerende signal - hvilket muliggør sporing og kvantificering af det sygdomsrelaterede mRNA på cellulært niveau, selv ned til niveauet af enkelte molekyler."
Forskere mener, at de kan bruges til at levere andre molekyler, såsom kræftmedicin, direkte til sygdomsvæv – omgå normal, sunde celler. Også, de er økonomiske at producere, fordi de kun bruger et lille spor af det ædle metal.
18 måneders projekt, støttet med £119, 000 investering fra Bioteknologi og Biologisk Forskningsråd. Det sigter mod at udvikle en ny tilgang til billeddannelse af budskabs-ribonukleinsyrer (mRNA) - en slags nukleinsyre, der findes i alle levende celler, og som bærer genetiske koder fra DNA for at lave protein. Ved at undersøge nøgle-mRNA'er på cellulært niveau, forskere kunne være i stand til at opdage sygdomme – såsom kræft – på et tidligt tidspunkt, og for at undersøge, hvor effektiv en bestemt behandling er.