University of Houston forskare har tagit fram en ny metod för att extrahera molekyler från levande celler utan att störa cellutvecklingen, arbete som skulle kunna ge nya vägar för diagnos av cancer och andra sjukdomar.

Forskarna använde magnetiserade kolnanorör för att extrahera biomolekyler från levande celler, tillåta dem att hämta molekylär information utan att döda de enskilda cellerna. En beskrivning av arbetet visas denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences.

De flesta nuvarande metoderna för att identifiera intracellulär information leder till att de enskilda cellerna dör, gör det omöjligt att fortsätta att få information och bedöma förändringar över tid, sa Zhifeng Ren, MD Anderson Ordförande i fysik och huvudutredare vid Center for Superconductivity vid UH och huvudförfattare till uppsatsen. Arbetet var ett samarbete mellan Rens labb och det av Paul Chu, T.L.L. Temple Chair of Science och grundare av Texas Center for Superconductivity.

Andra nyckelforskare i projektet var Xiaoliu Zhang, en cancerforskare med UH Center for Nuclear Receptors and Cell Signaling, och Dong Cai, biträdande professor i fysik.

Chu, en medförfattare till tidningen, sade att den nya tekniken kommer att tillåta forskare att dra grundläggande information från en enda cell.

"Nu, (de flesta) tekniker bryter upp många celler för att extrahera materialet inuti cellerna, så vad du får är genomsnittet över många celler, " sa han. "De enskilda cellerna kan vara olika, men du kan inte se exakt hur de fungerar."

Forskarna sa att stegen som beskrivs i uppsatsen ger bevis på konceptet. Ren sa att nästa steg "kommer att bli mer studie av cellens biologiska och kemiska processer, mer analys."

De första resultaten lovar för biomedicin, han sa. "Detta visar hur nanovetenskap och nanoteknik kan hjälpa det medicinska området."

Cai sa att den nya metoden kommer att vara till hjälp för cancerläkemedelsscreening och cancerstudier, såväl som för studier som gör det möjligt för forskare att få information från enskilda celler, ersätta tidigare provtagningsmetoder som ger en genomsnittlig uppskattning av cellulär mångfald och döljer specificiteten hos biomarkörsprofilerna.

I tidningen, forskarna förklarar sin grund för arbetet – de flesta metoder för att extrahera molekylär information leder till celldöd, och de som skonar cellen har speciella utmaningar, inklusive begränsad effektivitet.

Denna metod är relativt enkel, kräver användning av magnetiserade kolnanorör som transportör och ett polykarbonatfilter som uppsamlare, de rapporterar. Celler från en human embryonal njurcancercellinje användes för experimentet.

Arbetet bygger på en artikel från 2005 publicerad av Rens grupp i Nature Methods, som konstaterade att magnetiserade kolnanorör kan leverera molekylära nyttolaster till celler. Den nuvarande forskningen tar det ett steg längre för att flytta molekyler ut ur celler genom att magnetiskt driva dem genom cellväggarna. Kolnanorören odlades med ett plasmaförstärkt kemiskt ångavsättningssystem, med magnetiska nickelpartiklar inneslutna i spetsarna. Ett lager av nickel avsattes också längs ytan av enskilda nanorör för att göra nanorören kapabla att penetrera en cellvägg styrd av en magnet.