Dieci volte aumentare in grado di individuare le proteine ​​nelle cellule tumorali

Maggio 25, 2016 Admin Salute 0 0
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L'Università di Washington team ha sviluppato un nuovo metodo per le cellule di codifica a colori che permette loro di illuminare 100 biomarcatori, un aumento di dieci volte dallo standard attuale ricerca, per analizzare le singole cellule provenienti da culture e biopsie dei tessuti. Il lavoro è pubblicato questa settimana (19 marzo) in Nature Communications.

"Alla scoperta di questo processo è un passo avanti senza precedenti per il settore", ha detto l'autore corrispondente Xiaohu Gao, professore associato di bioingegneria UW. "Questa tecnologia apre interessanti opportunità per l'analisi di singole cellule e la diagnosi clinica."




La ricerca si basa su metodi attuali che utilizzano una gamma più piccola di colori a sottolineare biomarcatori di una cella - caratteristiche che indicano una speciale, e potenzialmente anormali o malati, cell. Idealmente, gli scienziati saranno in grado di testare per un gran numero di biomarcatori, quindi fare affidamento su modelli che emergono da questi test per capire le proprietà di una cella.

Il team di ricerca UW ha creato un processo di ciclo che permette agli scienziati di testare fino a 100 biomarcatori in una singola cella. Prima, i ricercatori possono testare solo 10 alla volta.

L'analisi utilizza punti quantici, che sono palline fluorescenti di materiale semiconduttore. Punti quantici sono la versione più piccola del materiale trovato in molti elettronica, inclusi smartphone e radio. Questi punti quantici sono tra 2 e 6 nanometri di diametro, e variano in base al colore che emettono seconda delle loro dimensioni.

Test ciclico non è stato fatto prima, anche se molti giornali punti quantici hanno cercato di espandere il numero di biomarcatori testati per in una singola cella. Questo metodo riutilizza essenzialmente lo stesso campione di tessuto, test per biomarcatori in gruppi di 10 per ogni turno.

"Le proteine ​​sono i mattoni per la funzione delle cellule e il comportamento delle cellule, ma la loro composizione in una cella è molto complesso", ha detto Gao. "Hai bisogno di guardare ad una serie di indicatori (biomarkers) per sapere cosa sta succedendo."

Il nuovo processo funziona così: Gao ei suoi anticorpi acquisto del team che sono noti per legarsi con i biomarcatori specifici che vogliono testare in una cella. Essi coppia punti quantici con gli anticorpi in una soluzione fluida, iniettandolo su un campione di tessuto. Poi, usano un microscopio per osservare la presenza di colori fluorescenti nella cella. Se vedono colori particolari punti quantici nel campione di tessuto, sanno corrispondente biomarker è presente nella cella.

Dopo aver completato un ciclo, Gao e co-autore Pavel Zrazhevskiy, un socio di postdottorato UW in bioingegneria, iniettare un liquido a basso pH nel tessuto cellulare che neutralizza la fluorescenza di colore, essenzialmente asciugandosi il campione pulita per il prossimo turno. Sorprendentemente, il campione di tessuto non degrada affatto anche dopo 10 cicli simili, Gao detto.

Per la ricerca e il trattamento del cancro, in particolare, è importante essere in grado di guardare una singola cella ad alta risoluzione per esaminare i dettagli. Ad esempio, se il 99 per cento di cellule tumorali nel corpo di una persona risponde ad un farmaco trattamento, ma 1 per cento non, è importante analizzare e comprendere la composizione molecolare di tale 1 per cento che risponde in modo diverso.

"Quando si tratta di promettenti farmaci, ci sono ancora un paio di cellule, che non rispondono al trattamento", ha detto Gao. "Hanno lo stesso aspetto, ma non hanno uno strumento per guardare i loro elementi costitutivi delle proteine. Questo sarà davvero aiuterà a sviluppare nuovi farmaci e approcci terapeutici."

Il processo è relativamente basso costo e semplice, e Gao auspica che la procedura può essere automatizzato. Egli immagina una camera per tenere il campione di tessuto, e le pompe di filo sottile per iniettare e aspirare fluido tra i cicli. Un microscopio sotto della camera avrebbe scattare foto in ogni fase. Tutte le immagini sarebbero quantificati in un computer, in cui scienziati e medici potrebbero guardare l'intensità e la prevalenza di colori.

Gao spera di collaborare con le imprese e altri ricercatori di muoversi verso un processo automatizzato e uso clinico.

"La tecnologia è pronta", ha detto Gao. "Ora che si è sviluppato, siamo pronti per l'impatto clinico, in particolare nei campi della biologia dei sistemi, l'oncologia e la patologia."

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health, la National Science Foundation, il Dipartimento della Difesa statunitense, il Wallace H. Coulter Foundation e Dipartimento di Bioingegneria del UW.

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