Diamanten worden soms beschouwd als de beste vriend van een meisje. Nutsvoorzieningen, deze uitdrukking staat op het punt een nieuwe betekenis te krijgen. Inderdaad, diamantdeeltjes op nanometrische schaal zouden een nieuwe manier kunnen bieden om kanker veel eerder op te sporen dan eerder werd gedacht. Dit is precies het doel van een onderzoeksproject genaamd Dinamo, gefinancierd door de EU. specifiek, het heeft tot doel een niet-invasief detectieplatform voor nanotechnologie te ontwikkelen voor realtime monitoring van biomoleculaire processen in levende kankercellen.

Om dit te doen, ontwikkelden ze een nieuwe techniek, gebaseerd op het gebruik van fluorescerende nanodiamantdeeltjes (NDP's). "We hebben aangetoond dat de specifieke combinatie van NDP-eigenschappen ze een zeer geschikt materiaal maakt voor de constructie van sondes die in staat zijn om biomoleculen te detecteren, variërend van eiwitten tot DNA, " zegt teamcoördinator Milos Nesladek, die tevens principal scientist is bij het Institute for Material Research, imec, gevestigd in Leuven, België, "Zulke sondes zouden kunnen worden gebruikt om moleculaire processen in cellen op nanoschaal te bestuderen."

Het probleem is dat met eerdere oplossingen het monitoren van processen in levende cellen niet voor langere tijd mogelijk was. "Onze belangrijkste uitdaging was het vervangen van fluorescerende bimoleculaire kleurstoffen die momenteel worden gebruikt als luminescentiemarkers in kankercelonderzoek, ", legt Nesladek uit.

NDP's bieden verschillende voordelen. Ze zijn zeer biocompatibel. Ze kunnen gedurende langere tijd in cellen blijven zonder enige cellulaire mechanismen te beïnvloeden. Verder, ze kunnen worden ontworpen om een ​​reeks optische, magnetische en oppervlakte-eigenschappen. "De kleine omvang van NDP's stelt ze in staat om op een niet-invasieve manier individuele celmembranen te penetreren, die geen schade aan de cel veroorzaakt en zonder enige verstoring van de normale cellulaire functies, Nesladek vertelt CommNet. "De luminescentie en de magnetische eigenschappen veranderen afhankelijk van de interactie van de NDP met de cellulaire omgeving, " hij voegt toe.

De oppervlakte-eigenschappen van NDP's zijn zodanig dat het mogelijk is om er specifieke biomoleculen aan te hechten, zoals primaire DNA-moleculen. Precies geleverd aan de doelcel, deze biomoleculen kunnen meten, biologische componenten in de cel controleren of wijzigen. De NDP's kunnen dus niet alleen een instrument worden om precancereuze veranderingen te monitoren en op te sporen, maar ook om ze te corrigeren. Verdere ontwikkelingen zijn gaande in volgende EU-projecten zoals DIAMANT.

Sommige experts juichen deze benadering toe. "De ontwikkeling van nieuwe dragers voor medicijnafgifte is cruciaal voor de behandeling van talrijke ziekten, inclusief kanker, " zegt Fedor Jelezko, directeur van het Institute of Quantum Optics aan de Universiteit van Ulm in Duitsland. "De nieuwigheid van de aanpak in [het project] is het gebruik van innovatief materiaal om drugs te vervoeren, ", vertelt hij aan CommNet. Nanodiamond biedt unieke mogelijkheden voor het ontwerp van medicijndragers, omdat ze optisch kunnen worden afgebeeld met behulp van fluorescentiemicroscopietechniek. " voegt hij eraan toe. Deze monitoring is al aangetoond door teams van de Ecole Normale Supérieure (ENS) in Cachan en het Gustave Roussy Cancer Institute in Parijs, Frankrijk.

Andere experts zijn voorzichtiger. "Hoewel er talloze overtuigende experimenten zijn geweest die aantonen dat nanodiamanten actieve geneesmiddelen tegen kanker kunnen dragen in kweekcellen en zelfs in muizen, het is zeer onwaarschijnlijk dat het ooit bij mensen zal worden gebruikt, vooral omdat diamant zo inert is dat het niet kan worden afgebroken en daarom niet gemakkelijk door het lichaam kan worden geëlimineerd", opmerkingen François Treussart, hoogleraar natuurkunde aan de ENS.

Echter, hij lijkt een mooie toekomst voor de technologie. "Veel verder dan de [project]doelen, nanodiamond toekomst in medische toepassingen is meer als een diagnostisch apparaat in persoonlijke geneeskunde of als een monitoringtool, bijvoorbeeld om stamceltransplantatie in regeneratieve geneeskunde te volgen, zoals onlangs aangetoond door de biomedische toepassingen van het fluorescerende ND-team van het Institute of Atomic and Molecular Science, aan de Academia Sinica in Taiwan, " concludeert hij.

Een NDP-sonde, geplaatst in een doelcel, informatie over de processen die in deze cel plaatsvinden, moeten kunnen detecteren en doorgeven. "Het Dinamo-project is afgerond, maar de partners werken nog steeds samen, " vertelt Nesladek. "De universiteit van Stuttgart in Duitsland ontwikkelt een NDP-sonde. "Dinamo heeft zich gericht op de context van borstkanker en darmkanker, maar er is geen reden waarom de techniek niet zou kunnen worden toegepast op een groot aantal andere vormen van kanker, " vertelt hij aan CommNet. Hij concludeert dat een ander toekomstig doel is om de mogelijkheid te onderzoeken om NDP-sondes te gebruiken om kankerstamcellen te detecteren.