(Phys.org) —Nanosonder gjorda av guld kan användas för att förutsäga människors cancerrisk – och effektiviteten av behandlingar, efter forskning från University of Strathclyde akademiker.
Nanosonderna skulle kunna göra det möjligt för forskare att studera cancerceller i minsta detalj – med hjälp av en mycket känslig bildteknik som kallas FRET-mikroskopi – i syfte att identifiera tumörorsakande egenskaper. Nanosonderna kan också användas för att mäta hur effektiva läkemedel är, på en subcellulär detaljnivå, medan en annan tillämpning kan vara identifiering av föroreningar i mat- och vattenförsörjning.
Dr Yu Chen, vid universitetets institution för fysik, sa:"Teknologin kan möjliggöra samtidig upptäckt av flera typer av RNA relaterat till cancer, vilket då skulle öka möjligheten för forskare att så småningom kunna screena patienter, för att förutsäga deras risk att utveckla sjukdom. Genom att låta oss se vad som händer inuti celler, Vi hoppas också att denna forskning också kommer att leda till utveckling av tekniker för att studera läkemedels effektivitet."
Medarbetare professor David Birch, även av fysikavdelningen, sa:"Vi är mycket glada över de potentiella tillämpningarna av detta tvärvetenskapliga tillvägagångssätt, som utnyttjar expertis från fysik, kemi, biologi, teknik och medicin. Vi hoppas att det kommer att leda till utvecklingen av en ny generation av biologiska avbildnings- och avkänningstekniker som underbygger förbättringar inom sjukvården för en rad sjukdomar."
Teamet tror också att FRET-mikroskopi med guldnanopartiklar kan användas för att förbättra mat- och vattensäkerheten. medarbetare Dr Jun Yu, vid Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, sade:"Det här nya tillvägagångssättet för att avbilda RNA på encellsnivå kan också tillåta forskare att utveckla nya metoder för att identifiera olika mikrober som kan ha kontaminerat mat och vatten. Livsmedelssäkerhet är en global utmaning och att använda nya nanosonder för att upptäcka livsmedelsföroreningar genom att olika mikrober kommer att öppna upp ett nytt sätt att ta itu med denna avgörande fråga."
Guldnanopartiklar – mindre än 1000:e av bredden på ett mänskligt hårstrå – har ett antal fördelar jämfört med organiska färgämnesmolekyler som för närvarande används för att studera celler med fluorescensmikroskopi. De är mer fotostabila – vilket innebär att de är oförändrade av exponering för ljus – är känsligare eftersom de kan sondera över ett längre avstånd, och är mindre giftiga för celler.
Dr Chen sa:"Nanosonderna är baserade på en typ av "molekylärt handslag", kallas Förster resonansenergiöverföring – eller FRET, där guldnanopartiklar är kopplade till ett fluorescerande protein, via ett hårnålsstrukturerat enkelsträngat DNA. Vid interaktion med mål-mRNA i cellen, hårnålsstrukturen löses upp och en fluorescerande signal uppstår – vilket möjliggör spårning och kvantifiering av det sjukdomsrelaterade mRNA:t på cellnivå, ända ner till nivån för enskilda molekyler."
Forskare tror att de kan användas för att leverera andra molekyler, som cancerläkemedel, direkt till sjukdomsvävnader – kringgå normala, friska celler. Också, de är ekonomiska att tillverka eftersom de bara använder ett litet spår av den ädla metallen.
Det 18 månader långa projektet, backas upp med £119, 000 investering från Biotechnology and Biological Sciences Research Council. Det syftar till att utveckla ett nytt tillvägagångssätt för att avbilda ribonukleinsyror (mRNA) – en sorts nukleinsyra som finns i alla levande celler som bär genetiska koder från DNA för att göra protein. Genom att undersöka nyckel-mRNA på cellnivå, forskare skulle kunna upptäcka sjukdomar – som cancer – i ett tidigt skede, och att studera hur effektiv en viss behandling är.
