ingeniører udvikler kræftmålretning nanoprobe sensorer

author
3 minutes, 52 seconds Read

forskere ved University of California, Berkeley, har skabt smarte nanoprober, der en dag kan bruges i kampen mod kræft til selektivt at søge og ødelægge tumorceller samt rapportere tilbage om missionens status.

nanoprober

UC Berkeley-forskere designer smarte nanoprober, kaldet nanokoraler, til selektivt at binde sig til kræftceller, levere terapeutiske lægemidler og rapportere om det lokale molekylære miljø. Den ene side af nanokoralerne er designet til selektivt at målrette cellen, mens den anden har en ru overflade for at mærke kontrollampe kemiske partikler i miljøet. (Benjamin Ross, UC Berkeley) )

et lille antal forskerhold rundt om i verden har udviklet målspecifikke nanoprober i de sidste 10 år i et forsøg på at reducere-og måske eliminere — den giftige vejafgift kemoterapi tager på de sunde celler, der bor i nærheden af deres syge kolleger.

hvad der imidlertid manglede, er en mekanisme, hvormed nanoproberne ikke kun kunne finde kræftcellen, men også videresende information, når de låste fast på målet. UC Berkeley-teamet skabte sådanne multifunktionelle prober, som de har kaldt nanokoraler.

udviklingen af de nye nanokoraler er omslagshistorien til Feb. 22 Udskriv udgave af den fagfællebedømte tidsskrift Small.

“hvis du sender en satellit ud i rummet, har du brug for det for at gøre mere end en ting. Det skal nå sit mål, opdage sine omgivelser og kommunikere tilbage til jordkontrol,” sagde Luke Lee, Lloyd Distinguished Professor i Bioengineering ved UC Berkeley og leder af UC Berkeley-teamet, der udviklede nanocoral. “Det samme gælder i den molekylære galakse. Vi har brug for sonder, der kan finde en syg celle, behandle den og fortælle os om det lokale miljø, så vi kan afgøre, om behandlingen fungerer. De nanocorale prober, vi opfandt, er et vigtigt skridt i denne retning.”

de små prober måler et par hundrede nanometer i diameter — en tusindedel af bredden af et menneskehår og en hundrededel af størrelsen på de fleste kræftceller. Holdets indsigt var at kombinere forskellige materialer — ru guld på den ene side og glat polystyren på den anden — på en enkelt sonde.

navnet på den nye sonde er inspireret af naturlige havkoraller, der bruger ru overflader til at forbedre indfangningen af lys og madpartikler.

“ligesom naturlige koraller er den stærkt ruede nanocorale overflade designet til at fange molekyler nær proberne og rapportere deres tilstedeværelse tilbage til forskere,” sagde Benjamin Ross, en ph.d.-studerende i UC Berkeley ‘ s Applied Science and Technology Program og en af to co-lead forfattere af undersøgelsen. “Den type molekyler, der er til stede — eller fraværende-på cellens overflade, kan give tydelige tegn på, hvordan en celle reagerer på det nye lægemiddel, der leveres.”

sensorsiden af nanocoral er afhængig af en teknik kaldet overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS), som drager fordel af de elektromagnetiske Ophidselser, der opstår, når molekyler kommer i kontakt med den ru overflade af et metal, såsom guld. Molekyler producerer svingninger, der resonerer ved signaturfrekvenser, når de udsættes for laserlys, hvilket afslører deres tilstedeværelse for forskerne.

forskerne verificerede nanokoralens følsomhed ved at måle dens evne til at detektere en standard kemisk forbindelse til Raman-spektroskopi.

for at få nanocoral til at målrette mod specifikke celler udnyttede forskerne evnen til at binde antistoffer til polymeroverflader.

“vi kan skræddersy nanocoral til kræftceller af interesse ved at vedhæfte de relevante antistoffer,” sagde undersøgelsens anden medforfatter, der gennemførte denne forskning som ph.d.-studerende i Applied Science and Technology-programmet.

forskerne demonstrerede dette koncept ved at belægge polystyrenoverfladen med antistoffer, der angriber human epidermal vækstfaktorreceptor 2 (HER-2), et velkendt mål for kræftbehandling, da det ofte udtrykkes over i aggressive former for brystkræft. De bekræftede med både lyse felt-og fluorescerende billeder, at nanocoral bundet til brystkræftceller med HER-2-receptorer, mens kontroleksperimenter viste, at der ikke opstod nogen binding, når forskellige antistoffer eller når celler, der manglede HER-2, blev brugt.

“vi er stadig i de tidlige udviklingsstadier, men vi er optimistiske over, at nanokoralerne i sidste ende vil blive nyttige diagnostiske og behandlingsværktøjer til en lang række kræftformer,” sagde Lee. “Dette vil potentielt give os mulighed for ikke kun at levere et lægemiddel, men også at se svaret i realtid på et subcellulært niveau.”

en anden medforfatter af undersøgelsen er Soongvon Hong, UC Berkeley kandidatstuderende i bioengineering.

National Institutes of Health Nanomedicine Development Center for optisk kontrol af biologisk funktion og Defense Advanced Research Projects Agency hjalp med at støtte denne forskning.

Similar Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.