(Phys.org) -Nanoprobes gemaakt van goud kunnen worden gebruikt om het risico op kanker bij mensen te voorspellen - en de effectiviteit van behandelingen, na onderzoek door academici van de Universiteit van Strathclyde.

Met de nanosondes kunnen wetenschappers kankercellen tot in het kleinste detail bestuderen - met behulp van een zeer gevoelige beeldvormingstechniek die bekend staat als FRET-microscopie - met als doel tumorveroorzakende eigenschappen te identificeren. De nanosondes kunnen ook worden gebruikt om te meten hoe effectief medicijnen zijn, op een subcellulair detailniveau, terwijl een andere toepassing de identificatie van verontreinigingen in voedsel- en watervoorzieningen zou kunnen zijn.

Dokter Yu Chen, van het departement Natuurkunde van de universiteit, zei:"De technologie zou de gelijktijdige detectie van meerdere soorten RNA met betrekking tot kanker mogelijk maken, wat dan de mogelijkheid zou vergroten dat wetenschappers uiteindelijk patiënten kunnen screenen, om hun risico op het ontwikkelen van ziekten te voorspellen. Door ons te laten zien wat er in cellen gebeurt, we hopen ook dat dit onderzoek zal leiden tot de ontwikkeling van technieken om de werkzaamheid van medicijnen te bestuderen."

Medewerker Professor David Birch, ook van de afdeling Natuurkunde, zei:"We zijn erg enthousiast over de mogelijke toepassingen van deze multidisciplinaire aanpak, die gebruikmaakt van expertise uit de natuurkunde, scheikunde, biologie, techniek en geneeskunde. We hopen dat het zal leiden tot de ontwikkeling van een nieuwe generatie biologische beeldvormings- en detectietechnieken die verbeteringen in de gezondheidszorg voor een reeks ziekten ondersteunen."

Het team gelooft ook dat FRET-microscopie met gouden nanodeeltjes kan worden gebruikt om de voedsel- en waterveiligheid te verbeteren. Medewerker Dr. Jun Yu, van het Strathclyde Instituut voor Farmacie en Biomedische Wetenschappen, zei:"Deze nieuwe benadering van beeldvorming van RNA op eencellig niveau kan wetenschappers ook in staat stellen nieuwe methoden te ontwikkelen om verschillende microben te identificeren die mogelijk voedsel en water hebben besmet. Voedselveiligheid is een wereldwijde uitdaging en het gebruik van nieuwe nanosondes om voedselverontreiniging te detecteren door verschillende microben zullen een nieuwe manier openen om dit cruciale probleem aan te pakken."

Gouden nanodeeltjes – minder dan 1000e van de breedte van een mensenhaar – hebben een aantal voordelen ten opzichte van organische kleurstofmoleculen die momenteel worden gebruikt voor het bestuderen van cellen met fluorescentiemicroscopie. Ze zijn meer fotostabiel - wat betekent dat ze onveranderd blijven door blootstelling aan licht - zijn gevoeliger omdat ze over een langere afstand kunnen tasten, en zijn minder toxisch voor cellen.

Dr Chen zei:"De nanosondes zijn gebaseerd op een soort 'moleculaire handdruk', genaamd Förster resonantie energieoverdracht – of FRET, waarin gouden nanodeeltjes zijn gekoppeld aan een fluorescerend eiwit, via een haarspeld-gestructureerd enkelstrengs DNA. Na interactie met het doelwit-mRNA in de cel, de haarspeldstructuur lost op en er treedt een fluorescerend signaal op - waardoor het ziektegerelateerde mRNA op cellulair niveau kan worden gevolgd en gekwantificeerd, zelfs tot op het niveau van enkele moleculen."

Wetenschappers denken dat ze kunnen worden gebruikt om andere moleculen af ​​te leveren, zoals medicijnen tegen kanker, rechtstreeks naar zieke weefsels - voorbijgaand aan normaal, gezonde cellen. Ook, ze zijn economisch te produceren omdat ze slechts een klein spoor van het edelmetaal gebruiken.

Het 18 maanden durende project, ondersteund met £ 119, 000 investering van de Biotechnology and Biological Sciences Research Council. Het heeft tot doel een nieuwe benadering te ontwikkelen voor het afbeelden van berichtribonucleïnezuren (mRNA) - een soort nucleïnezuur dat aanwezig is in alle levende cellen en dat genetische codes van DNA draagt ​​om eiwitten te maken. Door belangrijke mRNA's op cellulair niveau te onderzoeken, kunnen wetenschappers ziekten – zoals kanker – in een vroeg stadium opsporen, en om te onderzoeken hoe effectief een bepaalde behandeling is.