Nanoskala sensor til at spotte sygdom

En ny nanoskala sensor er blevet udviklet, der kan hjælpe med at detektere cytokiner - molekyler, der spiller en afgørende rolle i cellulær respons på infektion, betændelse, traumer og sygdom.

Rapporteret i det videnskabelige tidsskrift Nanoskala , sensoren består af en modificeret grafenkvanteprik (eller GQD), der er designet af forskere ved ARC Center of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP). Det identificerer ultrasmå mængder cytokiner i og omkring celler, potentielt åbne op for en spændende ny vej inden for biomedicinsk forskning.

"Cytokiner er molekyler, der udskilles af cellerne i immunsystemet, " forklarer den ledende CNBP-projektforsker Guozhen Liu, lektor ved Macquarie University.

"Kroppens frigivelse af visse cytokiner er ofte symptomatisk for en sygdom eller sundhedsrelateret problem, såsom gigt, inflammatorisk lidelse eller endda kræft. Følgelig, overvågning af cytokinsekretioner på cellulært og subcellulært niveau, har enorm værdi i vores forståelse af grundlæggende fysiologi, og hvordan kroppen faktisk fungerer."

Traditionelt, cytokinmolekyler har været ekstremt svære at måle og kvantificere. "Dette skyldes deres lille størrelse og deres dynamiske og forbigående natur, " siger A/Prof Liu.

"Det, vi har været i stand til, er at designe og lave en sensor, der er så lille, at den let kan trænge ind i cellerne. Desuden, i modsætning til andre sensorer reagerer den kun, når cytokinet er til stede. Til dette formål har vi forbundet GQD'er til cytokin-sansende DNA-molekyler kendt som aptamerer."

Professor Ewa Goldys, også i projektgruppen, bemærkede, at påvisning af cytokiner i kropsvæsker, celler, væv og organismer tiltrak sig betydelig opmærksomhed i det biomedicinske forskningsfelt. "At være i stand til at spore cytokinniveauer i realtid åbner nye måder at overvåge kroppens fysiologi på. Dette vil i sidste ende føre til nye diagnostiske værktøjer og nye måder til behandlingsovervågning."

Goldys mener, at den innovative GQD-sensorteknologi udviklet af CNBP har potentielle udbredte anvendelser, på grund af sensordesignets universelle karakter.

"Vi ser disse grafen kvantepriksensorer som værende fremragende kandidater til mange andre biomedicinske anvendelser såsom DNA- og proteinanalyse, intracellulær sporing såvel som til overvågning af andre celleudskilte produkter i kroppen."

Selvom det stadig er nogle år væk fra det kliniske studie, er Goldys og Liu begge begejstrede for forskningen.

"Opererer på nanoskala, vi skaber helt nye vinduer ind i kroppen og vil få værdifuld indsigt i kroppen, sundhed, velvære og sygdom, " slutter Goldys.