(PhysOrg.com) -- I ett bevis på huvudstudie på möss, forskare vid Johns Hopkins och Virginia Commonwealth University (VCU) har visat att en uppsättning genetiska instruktioner inkapslade i en nanopartikel kan användas som en "tändningsströmbrytare" för att öka genaktiviteten som hjälper till att upptäcka och behandla cancer.

Bytet, kallas en promotor, är en uppsättning kemiska bokstäver som interagerar med DNA för att aktivera genaktivitet. I detta fall, forskarna använde en promotor som heter PEG-Prom, klonad av VCU-forskaren Paul Fisher, Ph.D. PEG-Prom aktiveras endast när det är inne i cancerceller, inte i vanliga.

"Med nuvarande bildbehandlingsenheter som CT och PET, vi kan se om något är fel hos en patient, men vi har inga definitiva verktyg för att skilja cancer från inflammation eller infektion, säger Martin Pomper, M.D., Ph.D., professor i radiologi vid Johns Hopkins. "Det tar i allmänhet minst en månad efter att patienten gett vissa cancerbehandlingar innan befintliga bildbehandlingsverktyg kan mäta patientens svar på behandlingen."

För att skilja cancerceller från normala celler, Johns Hopkins-forskare kopplade PEG-Prom till antingen en gen som producerar eldflugeluciferas, ämnet som får eldflugor att lysa, eller en gen som heter HSV1tk, som initierar en kemisk reaktion med radioaktiva märkningar inuti cellen som kan detekteras av bildapparater. Väl inne i en cancercell, PEG-Prom-omkopplaren är påslagen, och den aktiverar antingen luciferas- eller HSV1tk-genen.

Sedan, de stoppade in kombinationen PEG-Prom/gen i små sfärer – cirka 50, 000 gånger mindre än huvudet på en nål – och injicerade intravenöst nanopartiklarna i möss med antingen metastaserande bröstcancer eller melanom.

Resultaten, rapporterade i onlineupplagan den 12 december av Naturmedicin , avslöja en 30-faldig skillnad när det gäller att identifiera cancerceller som innehåller luciferas och normala celler som inte innehöll ämnet. Liknande resultat observerades i cancerceller fyllda med radioaktiva märkningar och normala som inte var det.

"Den här typen av bildteknik har potential att lägga till befintliga verktyg med mer specificitet för att identifiera problemet, säger Pomper.

Pomper säger att tekniken sannolikt kan användas vid vilken cancer som helst, och nanopartikeln och HSV1tk-genen som används i den aktuella studien har tidigare testats i kliniska studier som inte är relaterade till Pompers arbete.

Förutom diagnostik- och övervakningsverktyg, Tekniken skulle kunna utformas för att leverera terapier till hjärtat av cancerceller. Ett tillvägagångssätt, han säger är att använda radioaktiva isotoper för att göra cancerceller radioaktiva från insidan, istället för att leverera strålning till patienten externt.

Fortfarande, Pomper säger, en sådan teknik skulle vara begränsad till att identifiera tumörer som är två millimeter eller större, uppgår till miljontals celler, eftersom nuvarande bildåtergivningsenheter inte kan upptäcka något mindre. Han säger också att vissa doser av nanopartiklar kan vara giftiga, så hans team genomför tester för att hitta den bästa nanopartikeln.