Ученые из Сиракузского университета создают новые крошечные датчики, которые помогают находить рак. Эти сенсоры обнаруживают, характеризуют и анализируют белок-белковые взаимодействия (ББВ) в сыворотке крови, что позволяет исследователям аннулировать белки, способствующие росту и распространению опухолевых клеток.
Исследование было опубликовано в журнале «Nature Biotechnology». Национальный институт здравоохранения (NIH) поддержал работу ученых четырехлетним грантом в размере 1,17 млн. долларов.
«Детальное изучение генома человека расширило границы идентификации многих функциональных белков, участвующих в коротких физических связях с другими белками. Значительные нарушения в этих белок-белковых взаимодействиях приводят к болезням» - отметили исследователи.
В своей лаборатории ученые проектируют, создают и оптимизируют уникальный класс биофизических инструментов, называемых нанобиосенсорами. Эти высокочувствительные устройства обнаруживают механистические процессы, такие как ББВ, на уровне одиночных молекул.
Хотя ББВ встречаются повсюду в организме человека, их трудно обнаружить с помощью существующих технологий, так как они (ББВ, влияющие на передачу сигналов клетками и развитие рака) длятся около миллисекунды.
Теперь ученые смогли создать дыру в клеточной мембране – апертуру, известную как нанопора, через которую они «стреляют» электрическим током. Когда белки проходят поблизости или через нанопору, интенсивность тока меняется. Изменения позволяют ученым определить свойства каждого белка и, в конечном итоге, его идентичность.
Эта концепция не нова – впервые она была сформулирована в 1980-х годах. Но только недавно ученые начали производить и характеризовать нанобиосенсоры в больших масштабах для обнаружения ДНК, сахаров, токсинов и других наноразмерных материалов.
Исследователи надеются, что их метод поможет врачам находить рак до того, как он начнет распространяться.
Ученые заинтересованы в обнаружении лимфоцитарного лейкоза – распространенного агрессивного заболевания, которое начинается в костном мозге и попадает в кровь. Поскольку клетки лейкемии не созревают и не умирают должным образом, они часто выходят из-под контроля.
Клетки лейкемии накапливаются в костном мозге и вытесняют нормальные клетки. В отличие от других типов рака, которые обычно начинаются в груди, толстой кишке или легких и распространяются в костный мозг, лимфоцитарная лейкемия возникает в лимфатических узлах.
В будущем ученые надеются изучить ББВ в более сложных биологических образцах, таких как клеточные лизаты (жидкости, содержащей разрушенные клетки) и образцах биопсии.
«Если мы знаем, как функционируют отдельные части клеток, мы можем выяснить, почему клетка отклоняется от нормальной работы и переходит в опухолеподобное состояние. Наши маленькие сенсоры могут оказать значительное влияние на скрининг биомаркеров, профилирование белков и протеомику» - сообщили исследователи.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/12/181210122906.htm
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий