Forskere skaber ny metode til at trække molekyler fra levende celler

University of Houston forskere har udtænkt en ny metode til at udvinde molekyler fra levende celler uden at forstyrre celleudviklingen, arbejde, der kunne give nye veje til diagnosticering af kræft og andre sygdomme.

Forskerne brugte magnetiserede kulstof nanorør til at udvinde biomolekyler fra levende celler, giver dem mulighed for at hente molekylær information uden at dræbe de enkelte celler. En beskrivelse af arbejdet vises i denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences.

De fleste aktuelle metoder til at identificere intracellulær information resulterer i døden af ​​de enkelte celler, gør det umuligt at fortsætte med at indhente information og vurdere ændringer over tid, sagde Zhifeng Ren, M.D. Anderson Chair professor i fysik og hovedforsker ved Center for Superledning ved UH og hovedforfatter af papiret. Værket var et samarbejde mellem Rens laboratorium og Paul Chu, T.L.L. Temple Chair of Science og stiftende direktør for Texas Center for Superconductivity.

Andre nøgleforskere på projektet omfattede Xiaoliu Zhang, en kræftforsker med UH Center for Nuclear Receptors and Cell Signaling, og Dong Cai, adjunkt i fysik.

Chu, en medforfatter af papiret, sagde, at den nye teknik vil give forskere mulighed for at trække grundlæggende information fra en enkelt celle.

"Nu, (de fleste) teknikker bryder mange celler op for at udtrække materialet inde i cellerne, så hvad du får er gennemsnittet over mange celler, " sagde han. "De individuelle celler kan være forskellige, men du kan ikke se præcis, hvordan de fungerer. "

Forskerne sagde, at de trin, der er skitseret i papiret, giver bevis på konceptet. Ren sagde, at det næste trin "vil være mere undersøgelse af cellens biologiske og kemiske processer, mere analyse."

De første resultater lover for biomedicin, han sagde. "Dette viser, hvordan nanovidenskab og nanoteknik kan hjælpe det medicinske område."

Cai sagde, at den nye metode vil være nyttig til kræftlægemiddelscreening og carcinogeneseundersøgelse, samt undersøgelser, der giver forskere mulighed for at få information fra enkeltceller, erstatter tidligere prøveudtagningsmetoder, der gennemsnitliger cellulær diversitet og slører specificiteten af ​​biomarkørprofilerne.

I avisen, forskerne forklarer deres begrundelse for arbejdet – de fleste metoder til at udvinde molekylær information resulterer i celledød, og dem, der skåner cellen, bærer særlige udfordringer, herunder begrænset effektivitet.

Denne metode er forholdsvis ligetil, kræver brug af magnetiserede carbon -nanorør som transportør og et polycarbonatfilter som opsamler, de rapporterer. Celler fra en human embryonal nyrekræftcellelinje blev brugt til eksperimentet.

Værket bygger på et papir fra 2005 udgivet af Rens gruppe i Nature Methods, som fastslog, at magnetiserede carbon nanorør kan levere molekylær nyttelast i celler. Den nuværende forskning tager det et skridt videre for at flytte molekyler ud af celler ved magnetisk at drive dem gennem cellevæggene. Kulstofnanorørene blev dyrket med et plasma-forstærket kemisk dampaflejringssystem, med magnetiske nikkelpartikler lukket ved spidserne. Et lag nikkel blev også aflejret langs overfladen af ​​individuelle nanorør for at gøre nanorørene i stand til at trænge ind i en cellevæg styret af en magnet.