(Phys.org) -- Met behulp van een nieuwe set lipide-gecoate, gerichte kwantumstippen, onderzoekers van de Johns Hopkins University hebben een methode ontwikkeld om meerdere specifieke biomarkers op het oppervlak van individuele kankercellen te kwantificeren. Deze benadering van kwantitatieve detectie van biomarkers staat in voor het verbeteren van de histopathologische methoden die worden gebruikt voor de diagnose van pancreas- en andere kankers en maakt de ontwikkeling mogelijk van methoden om kankercellen op te sporen die in de bloedbaan circuleren.

Peter Seizoen, co-hoofdonderzoeker van het Center for Cancer Nanotechnology Excellence in Johns Hopkins, leidde deze studie. Hij en zijn medewerkers publiceerden hun werk in het tijdschrift nanogeneeskunde .

De sleutel tot het succes van dit project was het ontwikkelen van een methode voor het coaten van kwantumdots, fluorescerende nanodeeltjes die fel schijnen op specifieke golflengten van licht, op zo'n manier dat de nanodeeltjes in water oplosbaar worden en dat ze niet aan iets anders dan hun doelwitten binden. De oplossing was om een ​​lipide dubbellaag te ontwikkelen, dezelfde strategie die de natuur gebruikt om het zeer stabiele celmembraan te creëren, die aan de buitenkant hydrofiel is en de beklede deeltjes oplosbaar maakt.

De dubbellaagse coating had nog een ander voordeel:het stelde de onderzoekers in staat een specifiek aantal biomarker-bindende antilichamen te hechten op een manier dat elke gecoate kwantumdot slechts zou binden aan één biomarker-eiwit op het oppervlak van een enkele kankercel. De onderzoekers creëerden een set van drie kwantumstippen, elk straalde licht uit met een verschillende kleur en elk gericht op een ander goed gekarakteriseerd alvleesklierkanker-eiwit.

Om de hoeveelheid van elke biomarker op een pancreasceloppervlak te bepalen, de onderzoekers verspreidden tumorcellen over een plaat en voegden de gerichte kwantumstippen toe. In een reeks experimenten, ze toonden aan dat ze de biomarker-eiwitten op het celoppervlak konden verzadigen, dat is, ze konden ervoor zorgen dat elk biomarker-eiwit op het celoppervlak één kwantumdot bindt.

Het team van Dr. Searson gebruikte vervolgens kwantitatieve fluorescentiebeeldvorming met hoge resolutie om de hoeveelheid licht te meten die elke cel uitstraalde en gebruikte dat aantal om de dichtheid van elke biomarker op het oppervlak van elke cel te berekenen. De onderzoekers konden deze metingen met voldoende resolutie doen om vast te stellen dat een van de biomarkers niet gelijkmatig over het celoppervlak was verdeeld. Ze toonden ook aan dat ze gelijktijdige metingen konden doen van alle drie de beoogde biomarkers, een capaciteit die essentieel is voor de ontwikkeling van diagnostische profileringsassays met hoge doorvoer.

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, "Kwantitatieve moleculaire profilering van biomarkers voor alvleesklierkanker met gefunctionaliseerde kwantumstippen, " werd gedeeltelijk ondersteund door de NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker.