Designer nanodevice kunne forbedre behandlingsmulighederne for kræftramte

Kræftdiagnostik og behandlingsmuligheder kan forbedres drastisk med oprettelsen af ​​en 'designer' nanodeenhed, der udvikles af forskere fra Storbritannien, Italien, USA og Argentina.

Den diagnostiske 'nanodecoder', som vil bestå af selv-samlet DNA og protein nanostrukturer, vil i høj grad fremme biomarkørdetektion og give nøjagtig molekylær karakterisering, hvilket muliggør mere detaljeret evaluering af, hvordan sygt væv reagerer på terapier. En biomarkør, eller biologisk markør, refererer til en målbar indikator for en eller anden biologisk tilstand eller tilstand. Et eksempel på en almindeligt anvendt biomarkør i medicin er prostata-specifikt antigen (PSA). Denne markør kan måles som en proxy for prostatastørrelse med hurtige ændringer, der potentielt indikerer kræft.

Det fireårige 'Immuno-NanoDecoder'-projekt involverer ledende partner University of Rome Tor Vergata, Italien; sammen med University of Lincoln, UK; Udine Hospital, Italien; Temple University, Philadelphia, Pennsylvania; og universitetet i Buenos Aires, Argentina.

Projektets langsigtede mål er at udvikle en molekylær nanoenhed til billeddannelse af biomarkører i vævsprøver og celler. Det vil i første omgang hjælpe til præcist at karakterisere hudkræft og glykogenose type II (hvor kroppen ikke kan komme af med glykogen fra musklerne), være særlig nyttig til at vurdere in vitro effektiviteten af ​​eksperimentelle terapier.

Det er finansieret med en 441, 000 euro tilskud fra Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE)-programmet.

University of Lincoln -teamet vil være ansvarlig for konstruktion og syntetisering af en nøglekomponent i nanodeenheden:et tovejs molekylært stik til at binde proteindelen til DNA -stilladset.

Lincolns involvering vil blive ledet af Dr. Enrico Ferrari fra School of Life Sciences, som har specialiseret sig i at samle proteiner, og Dr. Ishwar Singh fra School of Pharmacy, som har ekspertise i DNA-bindende molekyler, har en række hybride molekylære enheder i tankerne.

Dr. Ferrari, hvis tidligere forskning førte til skabelsen af ​​et nyt bioterapeutisk molekyle, der kunne bruges til at behandle neurologiske lidelser, sagde:"Når en cancer er blevet diagnosticeret, er næste fase at prøve forskellige behandlingsmetoder, men det er ofte svært at forstå den specifikke effekt af behandlingen. Denne nanodekoder er det perfekte værktøj til både at kunne diagnosticere kræft præcist og registrere terapeutiske effekter.

"Vores hybrid nanoenhed er en kunstig enhed lavet af DNA og protein. Molekyler arrangeret på en meget specifik måde kan udføre en funktion – det er det, vi forsøger at opnå, på en kunstig måde. Det er ligesom DNA-origami; det er muligt at konstruere forskellige formede molekyler, men vi ønsker at konstruere molekyler, der også har en funktion. Efter dette projekt, vi vil være i stand til at hævde, at vi har en meget veldefineret ekspertise til at lave hybride molekylære enheder."

Forskning vil finde sted i Peptide Suite i University of Lincolns nye state-of-the-art Joseph Banks Laboratories. Suiten blev oprettet efter finansiering fra The Royal Society og University's Research Investment Fund.

Ved at bruge en højopløsningsmetode kaldet Atomic Force Microscopy vil holdet være i stand til at se nøje på den samlede nanoenhed.

Dr Singh, hvis forskningsspecialiseringer omfatter antimikrobielle midler, 'biologiske lægemidler' og DNA-diagnostik, sagde:"Hver nanoenhed vil blive koblet til en specifik molekylær sonde, såsom et antistof, peptid, eller protein, der unikt genkender sygdomsbiomarkører. Koblingen gør det muligt for nanodecoderen at registrere biomarkørens tilstedeværelse og distribution i celler og væv ved hjælp af optisk fluorescensmikroskopi - med andre ord at få dem til at skinne. Forskellige biomarkører kan indikere, om sygdommen er i remission, eller hvor den kan have spredt sig. Ud fra dette sæt af markører kan læger forstå, hvad det næste trin i behandlingsprocessen skal være. Antallet af biomarkører, der kan påvises, vil i det væsentlige være ubegrænset, og derfor kan nanodecoderen tjene som en platform til diagnosticering af andre kræftformer og sygdomme. Dette projekt er et fremragende middel til at teste vores molekylære værktøjer og forstå potentialet i vores første hybridenhed."

Nanodekoderen, engang oprettet, vil blive prøvet på universitetet i Buenos Aires, Argentina og på hospitalet i Udine, Italien. Komplementære forskningsprogrammer, lige fra nanoteknologi til molekylær medicin og patologi, vil støtte projektet.