I DNA -återgivningen till vänster, två av de tre strängarna av DNA är "normala"; dock, den tredje strängen har en region som kan orsaka cancer. Professor Armanis forskning är inriktad på att upptäcka dessa regioner och förstå vilka händelser som utlöser förändringen av DNA. Tekniken som hon använder bygger på en mycket känslig nanolaseranordning som visas i elektronmikroskopbilden till höger. Lasern som visas på denna bild är mindre än bredden på ett människohår. Upphovsman:USC Viterbi School of Engineering.
Tänk dig den dag en maskin kan dra ditt blod, screena den för genetiska mutationer och kemiska variationer som kan orsaka cancer, och ta fram ett läkemedel som är skräddarsytt för ditt DNA.
Det hypotetiska läkemedlet skulle rikta - och fixa - de oegentligheter som har ackumulerats över tid som kan leda till bildandet av tumörer - och cancer.
National Institutes of Health har knackat på Viterbi -professorn Andrea Armani för att utveckla ett nyckelinstrument som tar forskare ett steg närmare att förverkliga denna vision.
"Personlig leverans av cancerläkemedel? Beroende på tillvägagångssätt, det kan vara så snart som 10 till 15 år bort, "säger Armani, en biträdande professor vid Mork Family Department of Chemical Engineering and Materials Science.
Armani har mottagit NIH:s New Innovator Award 2010, som känner igen en utvald grupp forskare med "exceptionell kreativitet" och djärva tillvägagångssätt som "har potential att få stor inverkan på breda, viktiga problem inom biomedicinsk och beteendeforskning. "
Priset uppgår till ett forskningsbidrag på 2,3 miljoner dollar under fem år för att undersöka epigenetik. Detta fält studerar förändringar i DNA som är associerade med cancer.
Analys av dessa DNA -förändringar har visat lovande vid tidig upptäckt och behandling av äggstocks- och andra typer av cancer, säger Armani.
Men nuvarande forskningsmetoder kan bara fånga ögonblicksbilder av dessa DNA -förändringar, istället för att övervaka processen kontinuerligt. Därför, de saknar information som kan vara avgörande för att förstå processer som har kopplats till cancer och andra sjukdomar, som Huntingtons och diabetes.
Känsligheten eller upplösningen för många av dessa tekniker är också mycket dålig. "Det är som att försöka titta på ett tv -program genom statisk, säger Armani.
Hennes metod kommer att driva fältet direkt till High-Definition.
Armani föreslår att utveckla en ultrakänslig nanolaser som gör att hon kan upptäcka förändringar i DNA när de händer i realtid. Denna enhet kommer också att tillåta henne att studera en enda DNA -sträng isolerat, snarare än grupper på hundratals till tusentals strängar som forskare måste göra med nuvarande teknik.
Eftersom DNA binder till ytan av nanolaser, "färg" eller laservåglängd som avges av lasern kommer att förändras. När DNA förändras, färgen ändras igen. Den förbättrade upplösningen är ett resultat av den precision med vilken färgen kan övervakas.
Den första delen av projektet fokuserar på att bygga nanolaserinstrumentet, medan andra halvan finansierar DNA -experimenten.
Målet? Vad Armani kallar "un-doing" dessa triggers som kan orsaka cancer.
Hon kommer först att fokusera på att använda nanolaser för att utföra initiala proof-of-concept-experiment med kända triggers, sådana höga koncentrationer av vanliga lösningsmedel och rengöringsmedel.
En del av denna process innebär att man tar en enda DNA -sträng, utsätta den för en hård kemikalie och se om en specifik förändring initieras. I slutändan skulle hon vilja kunna varna människor som utlöser att undvika.
