Een eerste ontdekking ter wereld door onderzoekers van de Monash University en de University of Queensland zou kunnen leiden tot snellere en effectievere behandelingen voor chronische gezondheidscomplicaties, zoals hart- en vaatziekten en kanker, met 'fluorescerende' in vivo biosensoren.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Dr. Simon Corrie van de Monash University's Department of Chemical Engineering en het ARC Centre of Excellence in Convergent Bio-Nano Science and Technology, nam een ​​antilichaam dat EGFR-eiwitten (epidermale groeifactorreceptor) bindt en construeerde het om de concentratie van EGFR-eiwitten in serumoplossingen in de loop van de tijd te controleren.

Mede-auteurs van het artikel, gepubliceerd in ACS-sensoren , zijn Dr. Christian Fercher, Dr. Martina Jones en professor Stephen Mahler van de University of Queensland en het Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology.

Het onvermogen om de groei van EGFR-eiwitten bij mensen te detecteren, kan in verband worden gebracht met de ontwikkeling van een aantal tumoren, inclusief kanker, evenals het begin van ziekten zoals de ziekte van Alzheimer.

Met behulp van een onafhankelijk detectiemechanisme ontwikkeld door het onderzoeksteam, met fluorescerende kleurstoffen, onderzoekers creëerden een biosensor van een bekend antilichaam die in realtime veranderingen van het EGFR-eiwit kon 'uitlezen' door detecteerbare veranderingen in de fluorescentiespectra te volgen.

De mogelijkheid om eiwitbiomarkerconcentraties in lichaamsvloeistoffen in realtime te volgen, is van onschatbare waarde voor het volgen van patiënten met een risico op snelle achteruitgang, inclusief degenen die gepersonaliseerde drugsmonitoring vereisen of die met een hoog risico op complicaties als gevolg van kritieke aandoeningen, zoals sepsis, hartaanval of tumorreactie op de behandeling.

Tot nu toe is niemand in staat geweest om een ​​antilichaam te ontwikkelen voor continu testen.

"Alle diagnostische tests die we kennen, hebben betrekking op het nemen van iets (bloed, urine, weefsel) op een bepaald moment en het meenemen naar een laboratorium om het te ondervragen. Maar voor patiënten die lijden aan acute aandoeningen, waarin diagnose en snelle behandeling erg belangrijk zijn, dit traditionele diagnostische proces is niet goed genoeg, ' zei dokter Corrie.

"Monitoring van dynamische veranderingen in eiwitten, bijvoorbeeld eiwitniveaus die in de loop van de tijd toenemen of afnemen, zal waarschijnlijk veel meer gedetailleerde informatie geven over een ziekte of behandelingsproces, maar de sensoren die nodig zijn om dit te doen, bestaan ​​niet buiten continue glucosetests voor diabetes.

"Ons vermogen om antilichamen aan te maken, die omkeerbaar binden aan doelen en kunnen worden 'uitgelezen' met behulp van fluorescentie, betekent dat we in vivo sensoren kunnen ontwikkelen. Deze sensoren kunnen de niveaus van kritieke biomarkers bewaken als ze in de loop van de tijd veranderen als reactie op een ziekte of behandeling, in plaats van alleen een monster naar een laboratorium te sturen en binnen een dag of twee een momentopname te maken.

"Deze biomarkers kunnen de hoeveelheid oppervlakte-eiwitten op een kankercel omvatten en of een medicijn ervoor zorgt dat ze kleiner worden, daarom het testen van de werkzaamheid van de behandeling. Het kan ook worden gebruikt om de concentratie van potentieel toxische geneesmiddelen te controleren, zoals sommige antibiotica."

Deze ontdekking was in staat om een ​​antilichaamfragment te construeren dat in staat is om reversibel te binden aan een eiwitanalyt (scFv) in een chemische oplossing, terwijl de specificiteit van de oorspronkelijke antilichaamsequentie behouden blijft.

Door hun inspanningen, continue in vitro monitoring gedurende meerdere uren werd met succes geregistreerd.

"Er wordt gewerkt aan het gebruik van kleurstoffen die veel beter geschikt zijn voor medische toepassingen, ' zei dokter Corrie.

"In de toekomst, we verwachten dat dit proces zal worden gebruikt om een ​​reeks biosensoren te genereren die de eiwitconcentratie continu in het menselijk lichaam kunnen controleren, via een biofarmaceutisch proces, of in de omgeving."