Varje biologiskt system är naturligtvis utrustat med en försvarsmekanism för att skydda mot onormala förändringar orsakade av antingen lokala, miljö, eller biokemisk förändring. Vita blodkroppar (WBC) spelar rollen som en sådan "soldat" i vårt immunsvar. En typ av WBC, kända som makrofager, är den mest effektiva och specialiserade fightern eftersom den samtidigt är utrustad med kraften för selektiv identifiering och eliminering av utländska inkräktare, samt förmågan att reparera sår. Beroende på deras arbetsfördelning, makrofager består huvudsakligen av två typer, M1 och M2. M1-celler fungerar som den "professionella mördaren", medan M2-celler är mer koncentrerade på läkande aktivitet.

I en normal, hälsosam situation, immunförsvaret upprätthåller en bra balans mellan M1- och M2-celler. Men vid sjukdomar som bakteriella, virus- eller parasitinfektioner, eller inflammationer för åderförkalkning, cancer, eller artrit, balansen mellan M1 och M2 påverkas, och beroende på krisen, en särskild förändring i M1- eller M2-populationen inträffar. Om sådana förändringar kunde övervakas, det skulle leda till enkel diagnostik och förutsägelse av hälsotillstånd. Det finns för närvarande inget verktyg som kan ge enkel detektering av M1/M2-celler direkt från vävnadsvätska eller ett blodprov på ett etikettfritt sätt utan fluorescerande märkning.

I en studie som just publicerats i tidskriften Nanobokstäver , forskare från Bar-Ilan University i Israel har visat en enkel lösning på detta problem med hjälp av spridningseffekten av Gold Nanorods (GNRs). Guldbaserade nanopartiklar är välkända för sina framträdande optiska egenskaper med hög absorbans och spridningseffekter. Genom att manipulera spridningseffekten och justera ytbeläggningen av GNR, forskarna kunde identifiera förändringar i de optiska egenskaperna hos M1- och M2-makrofager och använda dem som en parameter för att övervaka fysiologiska förändringar.

Forskarna använde flödescytometern (FCM) för att fånga förändringar i cellernas granularitet för att identifiera GNR-laddade makrofager och bestämma den specifika spridningen av GNR. FCM används vanligtvis för att identifiera en viss population av fluorescensmärkta celler, men i det här fallet, det användes för etikettfri detektion endast baserat på spridning som kom från GNR. Med denna unika metod observerade forskarna att en typ av beläggning av GNR uppvisade större selektivitet mot M2-celler över M1.

"Vårt tillvägagångssätt för att använda spridningen av GNR för att identifiera M1- och M2-makrofager öppnar en ny strategi för cellulär identifiering med FCM med hjälp av ökad spridning av internaliserade nanopartiklar, " säger Dr Ruchira Chakraborty, ledande forskare vid prof. Dror Fixlers laboratorium vid Bar-Ilan Universitys Kofkin-fakulteten för teknik och Institutet för nanoteknologi och avancerade material. "Vidareutveckling av denna teknik kommer att leda oss att bygga en ny vårdpunkt eller ett biopsiverktyg som kan förutsäga stadierna av manifestation av sjukdomar som cancer, åderförkalkning, och fibros bara från enkla vävnadsvätskor eller blodprover, " säger prof. Dror Fixler, Direktör för Bar-Ilan Nano Institute, som ledde studien i samarbete med Prof. Ran Kornowski och Dr. Dorit Leshem från Beilinson Hospital.