Innovativ teknik bruger sensoriske nanopartikler til at opdage sygdom

Efterforskere fra Brigham og Women's Hospital udnytter et unikt fænomen af ​​nanopartikler til at udvikle en test til tidlig påvisning af forskellige typer sygdomme, herunder kræft.

Gennem tidligere undersøgelser, Morteza Mahmoudi, Ph.d., nu en biomedicinsk efterforsker på Institut for Anæstesiologi, Perioperativ og smertestillende medicin, og kolleger har vist, at biomolekyler i blodet hos raske individer og patienter danner forskellige corona -profiler omkring nanopartikler. Som at dyppe et doughnuthul i pulveriseret sukker, nanopartikler indsamler en unik belægning af proteiner fra blodet. I en ny undersøgelse offentliggjort i Royal Society of Chemistry fagfællebedømt journal Nanoskala horisonter , Mahmoudi og teamet fremlægger bevis for, at disse coronas er personlige og præcise, med forskellige sammensætninger eller mønstre hos mennesker med kræft. De har udviklet et sensorarray, der er blevet testet på blodprøver, både fra mennesker diagnosticeret med fem forskellige former for kræft samt angiveligt raske mennesker, der fortsatte med at få en kræftdiagnose flere år senere. Teamets mål er at udvikle en tidlig opsporingstest, der kan bruges i klinikken til at identificere personer med risiko for kræft og andre sygdomme.

"For kræft og mange andre katastrofale sygdomme, jo tidligere du kan diagnosticere, jo mere sandsynligt du kan behandle og forlænge overlevelse og opnå bedre livskvalitet, "sagde Mahmoudi, papirets tilsvarende forfatter. Mahmoudi er den tidligere direktør for nanobio -interaktionslaboratoriet ved Teheran University of Medical Sciences, hvor han begyndte dette arbejde i 2014. "Målet her er at udvikle en strategi for at hjælpe folk med at få bedre information om deres helbred. I dag, i klinikken, vi har måder at måle lipider på og forudsige risiko for hjerte -kar -sygdomme, men begrænsede måder til kræft. Hvis alt går godt, vi håber, at vores arbejde vil føre til en screeningstest for de tidligste tegn på kræft. "

For at udføre deres undersøgelse, teamet kombinerede begreberne sygdomsspecifikke proteinkoronas med sensor array-teknologi. Sensorarrays kan identificere en lang række forskellige interagerende kemiske og biologiske forbindelser på én gang snarere end isoleret. For at teste blodprøver for tidlige sygdomsmønstre, teamet udviklede et sensormatrix, der bestod af tre forskellige krydsreaktive liposomer-fedtmolekyler, der fik protein coronas til at dannes omkring dem. Teamet testede prøver fra fem patienter, hver med en anden form for kræft:lungekræft, glioblastom, meningiom, myelom, og kræft i bugspytkirtlen. Teamet fandt ud af, at det valgte mønster for corona -sammensætning, gennem avancerede klassificeringsteknikker opdaget af nanopartikelsensorsystemet, givet et unikt "fingeraftryk" for hver type kræft. Teamet testede også værktøjet ved hjælp af blod fra 15 mennesker, der efterfølgende blev diagnosticeret med hjerne, lunge, og kræft i bugspytkirtlen op til otte år senere, at finde ud af, at deres tilgang kunne identificere og diskriminere kræftformer i de meget tidlige stadier.

Selvom det er lovende, som med andre diagnostiske metoder, teamets foreløbige resultater skal valideres hos et større antal mennesker for at sikre, at testen ikke kun fungerer, men også giver præcise diagnostiske oplysninger. Mahmoudi og hans kolleger er også interesseret i at anvende teknologien ud over kræft til at diagnosticere andre sygdomme på et tidligt tidspunkt.

"Den eneste grund til, at jeg er i videnskab, er at gøre noget, der kan hjælpe patienter, "sagde Mahmoudi." Når jeg ser forudsigelser om kræft, antallet af nye sager hvert år og dets globale byrde, det begejstrer mig at tro, at vores tværfaglige ekspertise inden for nanobio -grænseflader, sensor array, og avanceret statistik kan tilbyde en måde at hjælpe på. Der er så meget potentiale her, og vi arbejder på at udnytte det. "