Utredare från Brigham and Women's Hospital drar fördel av ett unikt fenomen med nanopartiklar för att utveckla ett test för tidig upptäckt av olika typer av sjukdomar, inklusive cancer.

Genom tidigare utredningar, Morteza Mahmoudi, Ph.D., nu biomedicinsk utredare vid anestesiologiska institutionen, Perioperativ och smärtmedicin, och kollegor har visat att biomolekyler i blodet hos friska individer och patienter bildar olika koronaprofiler runt nanopartiklar. Som att doppa ett munkhål i strösocker, nanopartiklar samlar en unik beläggning av proteiner från blodet. I en ny studie publicerad i Royal Society of Chemistry peer-reviewed tidskrift Nanoskala horisonter , Mahmoudi och teamet visar bevis på att dessa koronor är personliga och exakta, med olika sammansättningar eller mönster hos personer med cancer. De har utvecklat en sensoruppsättning som har testats på blodprover, både från personer som diagnostiserats med fem olika typer av cancer såväl som påstås friska människor som fick en cancerdiagnos flera år senare. Teamets mål är att utveckla ett tidigt upptäcktest som kan användas på kliniken för att identifiera personer som riskerar att få cancer och andra sjukdomar.

"För cancer och många andra katastrofala sjukdomar, ju tidigare du kan diagnostisera, desto mer sannolikt kan du behandla och förlänga överlevnaden och uppnå bättre livskvalitet, "sa Mahmoudi, tidningens motsvarande författare. Mahmoudi är tidigare chef för nanobio -interaktionslaboratoriet vid Teheran University of Medical Sciences där han började detta arbete 2014. "Målet här är att utveckla en strategi för att hjälpa människor att få bättre information om sin hälsa. Idag har på kliniken, vi har sätt att mäta lipider och förutsäga risken för hjärt -kärlsjukdom, men begränsade sätt för cancer. Om allt går bra, vi hoppas att vårt arbete kommer att leda till ett screeningtest för de tidigaste tecknen på cancer."

För att utföra sin undersökning, teamet kombinerade begreppen sjukdomsspecifika proteinkoronor med sensor array-teknik. Sensormatriser kan identifiera en mängd olika interagerande kemiska och biologiska föreningar på en gång snarare än isolerat. För att testa blodprover för tidiga sjukdomsmönster, teamet utvecklade en sensoruppsättning som bestod av tre olika korsreaktiva liposomer – fettmolekyler som fick proteinkoronas att bildas runt dem. Teamet testade prover från fem patienter, var och en med olika former av cancer:lungcancer, glioblastom, meningiom, myelom, och bukspottskörtelcancer. Teamet fann att det valda mönstret av koronasammansättning, genom avancerad klassificeringsteknik som detekteras av nanopartikelsensorgruppen, gav ett unikt "fingeravtryck" för varje typ av cancer. Teamet testade också verktyget med hjälp av blod från 15 personer som senare fick diagnosen hjärna, lunga, och pankreascancer upp till åtta år senare, fann att deras tillvägagångssätt kunde identifiera och diskriminera cancer i de mycket tidiga stadierna.

Även om det lovar, som med andra diagnostiska metoder, Teamets preliminära resultat kommer att behöva valideras hos ett större antal personer för att säkerställa att testet inte bara fungerar utan också ger korrekt diagnostisk information. Mahmoudi och hans kollegor är också intresserade av att tillämpa tekniken bortom cancer för att diagnostisera andra sjukdomar i ett tidigt skede.

"Den enda anledningen till att jag är vetenskaplig är att göra något som kan hjälpa patienter, "sa Mahmoudi." När jag ser förutsägelser om cancer, antalet nya fall varje år och dess globala börda, det väcker mig att tro att vår tvärvetenskapliga expertis inom nanobiogränssnitt, sensoruppsättning, och avancerad statistik kan erbjuda ett sätt att hjälpa. Det finns så mycket potential här och vi jobbar på att utnyttja den."