En fluorescerande sond utvecklad av Michigan Tech-kemist Haiying Liu lyser upp enzymet beta-galaktosidas i en cellkultur, som kan hjälpa cancerkirurger.

Tänk om du kunde gipsa cancerceller med glödande "Here We Are"-tecken, så kirurger kunde vara säkra på att de hade tagit bort varenda fläck av en tumör? Det är vad Haiying Liu har i åtanke för sin nya fluorescerande sond.

"Läkare måste lokalisera cancervävnad, men det kan vara svårt, sa Liu, en kemiprofessor vid Michigan Technological University. Provrörscancerantikroppar i kombination med speciella enzymer har använts för att belysa maligniteter under operation, eftersom de binder till tumörceller, men de har en nackdel.

"De är färglösa, " sa han. "Du kan märka något, men om du inte kan se det, det är ett problem."

Nu har Liu utvecklat en sond som kan hålla fast vid dessa enzymbelagda antikroppar och få dem att lysa under fluorescerande ljus. Journalen Analytisk Chimica Acta publicerade nyligen forskningen.

Den fluorescerande sonden har några tilltalande medicinska egenskaper:

• Det fluorescerar i nära-infrarött, som kan penetrera djupa vävnader, en egenskap som skulle göra det möjligt för kirurger att upptäcka maligniteter begravda i frisk vävnad.
• Det skulle resultera i mindre "bakgrundsljud" för kirurger, eftersom andra fluorescerande vävnader vanligtvis lyser grönt eller blått.
• Det är praktiskt taget ogiftigt vid låga koncentrationer.
• Det reagerar snabbt på enzymet vid ultralåga koncentrationer.
• Dess fluorescens är stabil och långvarig, så det kunde lysa igenom timmar långa canceroperationer.

Sonden binder till ett enzym som har en lång erfarenhet inom medicinsk vetenskap. Beta-galaktosidas har använts i stor utsträckning för att märka en mängd olika antikroppar som har använts i flera medicinska tillämpningar, inklusive cancerkirurgi. "Om vi ​​kunde få beta-galaktosidas att lysa starkt under operationen, det kan spela en viktig roll för att förbättra resultaten, " sa Liu.

I den nya tidningen, Lius team visade hur sonden binder till beta-galaktocidas i en lösning av levande celler. I framtiden, de skulle vilja samarbeta med medicinska forskare för att förfina sitt system, inkorporera enzymmärkta cancerantikroppar och utveckla det som en vägledning för kirurger.

"Läkare vill ta bort all cancer, men de vill inte skära för mycket, " Sa Liu. "Vi vill göra deras jobb lite lättare."

Artikeln är medförfattare av Liu, Doktorand Jingtuo Zhang, MS-examen Cong Li, Doktorand Colina Dutta, doktorand Mingxi Fang, postdoktor Shuwei Zhang, docent i kemi Ashutosh Tiwari och biträdande professor i biologi Thomas Werner, hela Michigan Tech; och Fen-Tair Luo, en forskare vid Institutet för kemi, Academia Sinica, I Taiwan.