Nanotrådsextraktion gjorde att många mikroRNA kunde jämföras samtidigt med hjälp av urinprov som samlats in från patienter. Uttryck för varje mikroRNA visas som låg/nedreglerad (blå), mellanliggande (svart), eller hög/uppreglerad (gul). Analysen avslöjar unika uttrycksmönster för grupper av mikroRNA vid jämförelse av friska givare (?) Med cancerpatienter (+). Upphovsman:Takao Yasui
Celler kommunicerar genom ett antal mekanismer. Några är välkända:Hos djur, till exempel, rovdjur kan leda till frisättning av noradrenalin, ett hormon som rör sig genom blodomloppet och triggar hjärt- och muskelceller att initiera ett "fight-or-flight" -svar.
Ett mycket mindre bekant sätt för cellulär transport är den extracellulära vesikeln (EV). EV kan betraktas som små "bitar" av en cell som kan klämma av och cirkulera i hela kroppen för att leverera budbärare till andra celler. Dessa budbärare har blivit alltmer erkända som avgörande medlare för cell-till-cell-kommunikation.
I en ny studie rapporterade i Vetenskapliga framsteg , forskare vid Nagoya University har utvecklat en ny medicinsk enhet som effektivt kan fånga dessa elbilar, och eventuellt använda dem för att screena för cancer. "EV är potentiellt användbara som kliniska markörer. Sammansättningen av molekylerna i en EV kan ge en diagnostisk signatur för vissa sjukdomar, "säger huvudförfattaren Takao Yasui." Den pågående utmaningen för läkare inom alla områden är att hitta ett icke-invasivt diagnostiskt verktyg som gör att de kan övervaka sina patienter regelbundet-till exempel ett enkelt urintest. "
Bland de många molekyler som EV har visat sig ha finns mikroRNA, som är korta bitar av ribonukleinsyra som spelar olika roller i normal cellbiologi. Kritiskt, förekomsten av vissa mikroRNA i urinen kan fungera som en röd flagga för allvarliga tillstånd som blåsor och prostatacancer. Även om denna viktiga last teoretiskt sett kan hjälpa läkare vid cancerdiagnoser, det finns fortfarande många tekniska hinder. Ett sådant hinder är att hitta en genomförbar metod för att fånga elbilar i tillräckliga mängder för att analysera dem i en rutinmässig klinisk miljö.
"Innehållet i elbilar i urinen är extremt lågt, vid mindre än 0,01 procent av den totala vätskevolymen. Detta är ett stort hinder för deras diagnostiska verktyg, "Yasui noterar." Vår lösning var att bädda in nanotrådar av zinkoxid i en specialiserad polymer för att skapa ett material som vi trodde skulle vara mycket effektivt för att fånga dessa blåsor. Våra resultat tyder på att enheten verkligen är ganska effektiv. Vi fick en insamlingsgrad på över 99 procent, överträffar ultracentrifugering liksom andra metoder som för närvarande används inom området. "
För att testa användbarheten av deras enhet, forskargruppen jämförde mikroRNA för elbilar som isolerats från friska patienter med de som isolerats från patienter som redan diagnostiserats med urinblåsa, prostata, och andra former av cancer. I synnerhet, deras teknik krävde endast 1 milliliter urin - mycket mer än den typiska "insättning" som tillhandahålls under en rutinmässig kontroll - och hittade ett väsentligt större antal och olika typer av mikroRNA jämfört med standard ultracentrifugeringsmetoden.
Jämförelse av mikroRNA -extraktion med hjälp av nanotrådar jämfört med konventionell samling. (a) Scatterplot som jämför normaliserade intensiteter av mikroRNA extraherade med nanotrådsenheten kontra konventionell samling genom ultracentrifugering. (b) Histogram som visar frekvensen av mikroRNA -arter vid olika fluorescerande intensiteter som samlats in av nanotrådar (röd) och ultracentrifugering (blå). Både spridnings- och histogramanalyserna visar ett betydligt större överflöd av extraherade mikroRNA med hjälp av nanotrådstekniken. Upphovsman:Takao Yasui
"Att hitta en specifik, reproducerbar markör för att bekräfta en cancerdiagnos är svår. Detta gäller särskilt för mikroRNA, som är en relativt ny klass av markörer inom området, "förklarar medförfattaren Yoshinobu Baba." Ibland anses det bara vara en framgång att hitta bara ett tillförlitligt mikroRNA. Med denna metod, vi blev förvånade över att upptäcka att inte bara en, men hela kombinationer av mikroRNA kan vara associerade med olika typer av cancer. Resultaten är preliminära, självklart, men vi hoppas att vår enhet kan hjälpa till att lägga grunden för enklare sätt att diagnostisera livshotande sjukdomar så tidigt som möjligt. "
