Kankerdiagnostiek en behandelingsopties kunnen drastisch worden verbeterd met de creatie van een 'designer' nanodevice dat wordt ontwikkeld door onderzoekers uit het VK, Italië, de VS en Argentinië.

De diagnostische 'nanodecoder', die zal bestaan ​​uit zelf-geassembleerde DNA- en eiwitnanostructuren, zal de detectie van biomarkers aanzienlijk bevorderen en nauwkeurige moleculaire karakterisering bieden, waardoor een meer gedetailleerde evaluatie mogelijk wordt van hoe zieke weefsels reageren op therapieën. Een biomarker, of biologische marker, verwijst naar een meetbare indicator van een biologische toestand of toestand. Een voorbeeld van een veelgebruikte biomarker in de geneeskunde is prostaatspecifiek antigeen (PSA). Deze marker kan worden gemeten als een proxy voor de grootte van de prostaat met snelle veranderingen die mogelijk op kanker wijzen.

Het vierjarige project 'Immuno-NanoDecoder' omvat hoofdpartner Universiteit van Rome Tor Vergata, Italië; samen met de Universiteit van Lincoln, VK; Ziekenhuis van Udine, Italië; Tempel Universiteit, Philadelphia, Pennsylvania; en Universiteit van Buenos Aires, Argentinië.

Het langetermijndoel van het project is de ontwikkeling van een moleculair nanodevice voor beeldvorming van biomarkers in weefselmonsters en cellen. Het zal in eerste instantie helpen om huidkanker en glycogenose type II nauwkeurig te karakteriseren (waarbij het lichaam glycogeen niet uit de spieren kan verwijderen), vooral nuttig om in vitro de effectiviteit van experimentele therapieën te beoordelen.

Het wordt gefinancierd met een 441, 000 Euro subsidie ​​van het Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE) programma.

Het team van de Universiteit van Lincoln zal verantwoordelijk zijn voor de engineering en synthese van een belangrijk onderdeel van het nanodevice:een tweeweg moleculaire connector om het eiwitgedeelte aan de DNA-steiger te binden.

De betrokkenheid van Lincoln zal worden geleid door Dr. Enrico Ferrari van de School of Life Sciences, die gespecialiseerd is in het samenstellen van eiwitten, en Dr Ishwar Singh van de School of Pharmacy, die expertise heeft op het gebied van DNA-bindende moleculen, hebben een aantal hybride moleculaire apparaten in gedachten.

dokter Ferrari, wiens eerdere onderzoek leidde tot de creatie van een nieuw biotherapeutisch molecuul dat kan worden gebruikt om neurologische aandoeningen te behandelen, zei:"Als kanker eenmaal is gediagnosticeerd, is de volgende fase het uitproberen van verschillende behandelingsmethoden, maar het is vaak moeilijk om het specifieke effect van de behandeling te begrijpen. Deze nanodecoder is het perfecte hulpmiddel om kanker nauwkeurig te diagnosticeren en therapeutische effecten vast te leggen.

"Ons hybride nanodevice is een kunstmatig apparaat gemaakt van DNA en eiwit. Moleculen die op een heel specifieke manier zijn gerangschikt, kunnen een functie vervullen - dit is wat we proberen te bereiken, op een kunstmatige manier. Het is als DNA-origami; het is mogelijk om moleculen met een verschillende vorm te engineeren, maar we willen moleculen maken die ook een functie hebben. Na dit project, we zullen in staat zijn om te beweren dat we een zeer goed gedefinieerde expertise hebben om hybride moleculaire apparaten te maken."

Onderzoek zal plaatsvinden in de Peptide Suite binnen de nieuwe ultramoderne Joseph Banks Laboratories van de University of Lincoln. De suite is tot stand gekomen na financiering van The Royal Society en het Research Investment Fund van de universiteit.

Met behulp van een methode met hoge resolutie, Atomic Force Microscopy genaamd, kan het team het geassembleerde nanodevice van dichtbij bekijken.

Dr Singh, wiens onderzoeksspecialismen antimicrobiële stoffen, 'biologie' en DNA-diagnostiek, zei:"Elk nanodevice zal worden gekoppeld aan een specifieke moleculaire sonde, zoals een antilichaam, peptide, of eiwit dat op unieke wijze ziektebiomarkers herkent. Door de koppeling kan de nanodecoder de aanwezigheid en distributie van biomarkers in cellen en weefsels detecteren met behulp van optische fluorescentiemicroscopie, met andere woorden om ze te laten glanzen. Verschillende biomarkers kunnen aangeven of de ziekte in remissie is of waar deze zich heeft verspreid. Uit deze set van markers kunnen artsen begrijpen wat de volgende stap in het behandelproces zou moeten zijn. Het aantal biomarkers dat kan worden gedetecteerd, zal in wezen onbeperkt zijn en daarom zou de nanodecoder kunnen dienen als een platform om andere kankers en ziekten te diagnosticeren. Dit project is een uitstekend middel om onze moleculaire tools te testen en het potentieel van ons eerste hybride apparaat te begrijpen."

De nanodecoder, eenmaal gemaakt, zal worden uitgeprobeerd aan de Universiteit van Buenos Aires, Argentinië en in het ziekenhuis van Udine, Italië. Aanvullende onderzoeksprogramma's, variërend van nanotechnologie tot moleculaire geneeskunde en pathologie, zal het project steunen.