Wanneer kanker zich van het ene deel van het lichaam naar het andere verspreidt, het wordt nog dodelijker. Het beweegt onopvallend en kan maanden of jaren onopgemerkt blijven. Maar een nieuwe technologie die gebruik maakt van "nano-uitbarstingen" heeft het potentieel om deze loerende, tumorcellen vroeg gemobiliseerd. Vandaag, wetenschappers presenteerden de nieuwste ontwikkelingen in nano-flare-technologie zoals deze van toepassing is op de detectie van uitgezaaide borstkankercellen.

Het rapport was een van de meer dan 10, 000 op de 247e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"We hebben misschien 's werelds belangrijkste molecuul genomen, DNA, herschikte het in een bolvorm en wijzigde het om specifieke moleculen in cellen te detecteren. Deze structuren komen van nature cellen binnen en lichten op wanneer ze ziekteverwekkende moleculen detecteren, " zei Tsjaad Mirkin, doctoraat, die samenwerkt met C. Shad Thaxton, MD, doctoraat, om de nieuwe technologie te ontwikkelen. "We kijken of we nano-flares kunnen gebruiken om een ​​nieuw type diagnose van borstkanker te creëren, en de eerste resultaten zijn opmerkelijk. Nano-uitbarstingen kunnen de manier waarop we borstkanker diagnosticeren volledig en radicaal veranderen."

Eerder is beter als het gaat om het opsporen van kanker, maar soms, tegen de tijd dat een patiënt symptomen opmerkt en een arts bezoekt, de eerste tumor is al uitgezaaid van zijn oorspronkelijke locatie in het lichaam naar een andere. Het heeft "metastase ondergaan, " een staat die veel sterfgevallen veroorzaakt door kanker. Kanker kostte in 2012 wereldwijd het leven aan meer dan 8 miljoen mensen.

Om borstkanker - en mogelijk andere soorten kanker - eerder op te vangen, de onderzoeksgroepen bouwden voort op het doorlopende programma van Mirkin dat in de jaren negentig van start ging met de uitvinding van "sferische nucleïnezuren" (SNA's). SNA's zijn meestal gemaakt van een gouden nanodeeltjeskern bedekt met dicht opeengepakte, korte strengen DNA.

"We dachten dat als we grote hoeveelheden nucleïnezuren in cellen konden krijgen, we konden dingen in cellen manipuleren en meten, " zei Mirkin, van de Northwestern University. "De meeste mensen zeiden dat we onze tijd aan het verdoen waren, maar dan uit nieuwsgierigheid, we stoppen deze deeltjes in celcultuur. We ontdekten niet alleen dat ze naar binnen gingen, ze gingen er beter in dan enig materiaal dat de mens kent."

Profiteren van hun vermogen om gemakkelijk cellen binnen te gaan, De groep van Mirkin wilde van SNA's een diagnostisch hulpmiddel maken:de nano-flare. Onlangs, hij en Thaxton ontwierpen deze deeltjes, die circulerende gezonde en ongezonde cellen in bloedmonsters binnendringen, maar licht alleen op in borstkankercellen.

"Nano-uitbarstingen kunnen slechts een paar kankercellen detecteren in een zee van gezonde cellen, "Zei Mirkin. "Dat is belangrijk, want als kanker zich verspreidt, slechts een paar cellen kunnen van de oorspronkelijke tumor afbreken en in de bloedbaan terechtkomen. Een extra bonus van deze deeltjes is dat wetenschappers de levende kankercellen kunnen bemonsteren en uitzoeken op welke therapieën ze kunnen reageren."

De groepen hebben met succes het vermogen van de nanovlammen getest om uitgezaaide borstkankercellen te identificeren in bloedmonsters van dieren en experimenteren momenteel met menselijke monsters.

"Als het werk lukt, een commerciële diagnostische test zou in de nabije toekomst beschikbaar kunnen zijn, ' zei Thaxton.

Naast diagnostiek, het blijkt dat nanovlammen kunnen worden gebruikt om andere unieke en waardevolle taken uit te voeren.

"Nanovlammen zijn de enige manier om de genetische inhoud in levende cellen te meten, "Zei Mirkin. Dit soort realtime observatie kan nuttig zijn op veel onderzoeksgebieden en kan leiden tot klinische vooruitgang. Bijvoorbeeld, met behulp van nanofakkels, wetenschappers kunnen zien hoe medicijnen zich op verschillende genen richten. Dit zou hen helpen betere behandelingen te ontwikkelen. een bedrijf, Millipore, heeft de deeltjes al gecommercialiseerd voor gebruik in onderzoekslaboratoria onder de naam SmartFlaresTM en biedt meer dan 1, 200 variaties.