Un documento diagnostico per il cancro: test delle urine a basso costo amplifica i segnali di crescere tumori per individuare la malattia

Maggio 6, 2016 Admin Salute 0 0
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Per colmare questa lacuna, gli ingegneri del MIT hanno sviluppato un semplice, a basso costo, prova la carta che potrebbe migliorare i tassi di diagnosi e aiutare le persone a ottenere trattati in precedenza. La diagnostica, che funziona come un test di gravidanza, potrebbe rivelare in pochi minuti, sulla base di un campione di urina, se una persona ha il cancro. Questo approccio ha contribuito a individuare le malattie infettive, e la nuova tecnologia permette malattie non trasmissibili ad essere rilevati con la stessa strategia.

La tecnologia, sviluppata da professore del MIT e Howard Hughes Medical Institute investigatore Sangeeta Bhatia, si basa su nanoparticelle che interagiscono con le proteine ​​tumorali chiamate proteasi, ciascuna delle quali può innescare il rilascio di centinaia di biomarcatori che sono poi facilmente rilevabili nelle urine di un paziente.




"Quando abbiamo inventato questa nuova classe di biomarker sintetico, abbiamo utilizzato uno strumento altamente specializzato per fare l'analisi", dice Bhatia, John e Dorothy Wilson Professore di Scienze della Salute e della Tecnologia e Ingegneria Elettrica e Informatica. "Per via di sviluppo, abbiamo pensato che sarebbe eccitante adattarlo invece ad una prova di carta che può essere eseguita su campioni non trasformati in un ambiente rurale, senza la necessità di attrezzature specializzate. La semplice lettura potrebbe anche essere trasmesso ad un telecomando badante per una foto su un telefono cellulare ".

Bhatia, che è anche un membro del Koch Institute del MIT for Integrative Cancer Research e Institute for Medical Engineering and Science, è l'autore maggiore di un documento che descrive le particelle negli Atti della National Academy of Sciences settimana di febbraio 24. Il autori principali di carta sono studente laureato Andrew Warren, postdoc Gabriel Kwong, e l'ex postdoc David Wood.

Amplificare segnali di cancro

Nel 2012, Bhatia e colleghi hanno introdotto il concetto di una tecnologia di sintesi biomarker per amplificare i segnali dalle proteine ​​tumorali che potrebbero essere difficili da individuare da soli. Queste proteine, note come metalloproteinasi della matrice (MMP), aiutano le cellule tumorali sfuggono loro posizioni originali tagliando attraverso le proteine ​​della matrice extracellulare, che detiene normalmente celle al posto.

Le nanoparticelle MIT sono rivestiti con peptidi (frammenti breve proteine) mirate da diversi MMP. Queste particelle si riuniscono nei siti tumorali, dove MMP tagliano centinaia di peptidi, che si accumulano nei reni e sono escreti nelle urine.

Nella versione originale della tecnologia, questi peptidi sono stati rilevati utilizzando uno strumento chiamato uno spettrometro di massa, che analizza la composizione molecolare di un campione. Tuttavia, tali strumenti non sono facilmente disponibili in via di sviluppo, per cui i ricercatori adattate le particelle in modo da poter essere analizzati su carta, utilizzando un approccio noto come un saggio flusso laterale - la stessa tecnologia utilizzata nel test di gravidanza.

Per creare le strisce reattive, i ricercatori hanno prima carta patinata nitrocellulosa con anticorpi in grado di catturare i peptidi. Una volta che i peptidi vengono catturati, scorrono lungo la fascia e sono esposti a diverse linee di prova invisibili fatte di altri anticorpi specifici per diverse etichette allegate ai peptidi. Se una di queste linee diventa visibile, significa che il peptide bersaglio è presente nel campione. La tecnologia può anche essere facilmente modificato per rilevare più tipi di peptidi rilasciati da diversi tipi o stadi della malattia.

"Si tratta di una tecnologia intelligente e ispirato per sviluppare nuovi composti esogeni in grado di rilevare le condizioni cliniche con concentrazioni elevate aberrante della proteasi", dice Samuel Sia, professore associato di ingegneria biologica presso la Columbia University, che non è stato coinvolto nella ricerca. "L'estensione di questa tecnologia per il rilevamento mediante prove striscia è un grande passo avanti nel portare il suo uso di ambulatori e le impostazioni di salute decentrate."

Nei test nei topi, i ricercatori sono stati in grado di identificare con precisione i tumori del colon, così come coaguli di sangue. Bhatia dice queste prove rappresentano il primo passo verso un dispositivo diagnostico che potrebbe essere un giorno utile nei pazienti umani.

"Questa è una nuova idea - di creare un biomarker escreto, invece di basarsi su ciò che il corpo ti dà," dice. "Per dimostrare questo approccio è davvero sarà un utile di diagnostica, il passo successivo è quello di testare in popolazioni di pazienti."

Diagnostica di sviluppo

Per aiutarti a realizzare questo, il team di ricerca ha recentemente vinto una borsa di studio Deshpande Center MIT per l'innovazione tecnologica per sviluppare un business plan per una startup che potrebbe lavorare commercializzare la tecnologia e l'esecuzione di sperimentazioni cliniche.

Bhatia dice che la tecnologia sarebbe probabilmente essere prima applicata a popolazioni ad alto rischio, come le persone che hanno avuto il cancro in precedenza, o ha avuto un membro della famiglia con la malattia. Alla fine, vorrebbe vederlo utilizzato per la diagnosi precoce in tutta via di sviluppo.

Tale tecnologia potrebbe anche rivelarsi utile negli Stati Uniti, e in altri paesi in cui sono disponibili diagnostica più avanzata, come semplice ed economica alternativa imaging. "Penso che sarebbe fantastico per riportarlo a questa impostazione, dove point-of-care, il rilevamento del cancro senza immagini, che sia in casa o in una clinica farmacia, potrebbe davvero essere trasformativa", dice Bhatia.

Con la versione attuale della tecnologia, i pazienti dovrebbero prima ricevere una iniezione di nanoparticelle, poi urinare sulla striscia di carta. Per rendere il processo più conveniente, i ricercatori stanno lavorando su una formulazione di nanoparticelle che potrebbero essere impiantato sotto la pelle per il monitoraggio a lungo termine.

Il team sta lavorando anche per individuare le firme di MMP che potrebbero essere sfruttati come biomarcatori per altri tipi di cancro, così come per i tumori che hanno metastatizzato.

La ricerca è stata finanziata da un National Science Foundation Graduate Research Fellowship, un Mazumdar-Shaw Internazionale Oncologia Fellowship, la Ruth L. Kirschstein Servizio Nazionale delle Ricerche Award dal National Institutes of Health, il Wellcome Fondo Burroughs, il National Cancer Institute, e la Howard Hughes Medical Institute.

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