Een eenvoudige, ultragevoelige microRNA-sensor ontwikkeld en getest door onderzoekers van de scholen voor wetenschap en geneeskunde aan de Indiana University-Purdue University Indianapolis en de Indiana University Melvin en Bren Simon Cancer Center is veelbelovend voor het ontwerp van nieuwe diagnostische strategieën en, mogelijk, voor de prognose en behandeling van pancreas- en andere kankers.

In een studie gepubliceerd in het novembernummer van ACS Nano , een peer-reviewed tijdschrift van de American Chemical Society gericht op nanowetenschap en nanotechnologisch onderzoek, de IUPUI-onderzoekers beschrijven hun ontwerp van de roman, goedkoop, herbruikbare sensor met nanotechnologie. Ze rapporteren ook over de veelbelovende resultaten van tests van het vermogen van de sensor om alvleesklierkanker te identificeren of om het bestaan ​​van een goedaardige aandoening aan te geven door veranderingen in niveaus van microRNA-signaturen die verband houden met pancreaskanker te kwantificeren. MicroRNA's zijn kleine RNA-moleculen die regelen hoe grotere RNA-moleculen tot eiwitexpressie leiden. Als zodanig, microRNA's zijn erg belangrijk in de biologie en ziektetoestanden.

"We hebben de fundamentele concepten van nanotechnologie gebruikt om de sensor te ontwerpen om biomoleculen in zeer lage concentraties te detecteren en te kwantificeren, " zei Rajesh Sardar, doctoraat, die de sensor heeft ontwikkeld.

"We hebben een ultragevoelige techniek ontworpen zodat we minieme veranderingen in microRNA-concentraties in het bloed van een patiënt kunnen zien en de aanwezigheid van alvleesklierkanker kunnen bevestigen." Sardar is een assistent-professor scheikunde en chemische biologie aan de School of Science van IUPUI en leidt een interdisciplinair onderzoeksprogramma dat zich richt op het snijvlak van analytische chemie en de nanowetenschap van metalen nanodeeltjes.

"Als we kunnen vaststellen dat er kanker in de alvleesklier is omdat de sensor hoge niveaus van microRNA-10b of een van de andere microRNA's die met die specifieke kanker zijn geassocieerd, detecteert, misschien kunnen we het eerder behandelen, " zei Murray Korc, MD, de Myles Brand Professor of Cancer Research aan de IU School of Medicine en een onderzoeker aan het IU Simon Cancer Center. Korc, werkte samen met Sardar om de mogelijkheden van de sensor te verbeteren en leidde het testen van de sensor en het klinische gebruik ervan, evenals het bevorderen van het begrip van de biologie van pancreaskanker.

"Dat is vooral belangrijk voor alvleesklierkanker, omdat het voor veel patiënten jarenlang of zelfs tien jaar of langer symptoomvrij is, tegen die tijd is het uitgezaaid naar andere organen, wanneer chirurgische verwijdering niet langer mogelijk is en de therapeutische opties beperkt zijn, "zei Korc. "Bijvoorbeeld, diagnose van alvleesklierkanker in een vroeg stadium van de ziekte, gevolgd door chirurgische verwijdering, wordt geassocieerd met een overleving van 40 procent na vijf jaar. Diagnose van uitgezaaide alvleesklierkanker, daarentegen, wordt geassocieerd met een levensverwachting die vaak slechts een jaar of minder is.

"Het mooie van de door Dr. Sardar ontworpen sensor is zijn vermogen om milde verhogingen van microRNA-niveaus nauwkeurig te detecteren, die een vroege diagnose van kanker mogelijk maken, " voegde Korc toe.

In het afgelopen decennium is studies hebben aangetoond dat microRNA's een belangrijke rol spelen bij kanker en andere ziekten, zoals diabetes en hart- en vaatziekten. De nieuwe op nanotechnologie gebaseerde IUPUI-sensor kan veranderingen in elk van deze microRNA's detecteren.

De sensor is een kleine glazen chip die driehoekige gouden nanodeeltjes bevat die 'nanoprisma's' worden genoemd. Nadat je het in een bloedmonster of een andere lichaamsvloeistof hebt gedompeld, de wetenschapper meet de verandering in de optische eigenschap van het nanoprisma om de niveaus van specifieke microRNA's te bepalen.

"Het gebruik van gouden nanoprisma's klinkt misschien duur, maar het is niet omdat deze deeltjes zo klein zijn, " zei Sardar. "Het is een vrij goedkope techniek omdat het nanotechnologie gebruikt en heel weinig goud nodig heeft. $250 aan goud maakt 4, 000 sensoren. Met vierduizend sensoren kun je er minimaal 4 doen, 000 testen. De lage kosten maken deze techniek ideaal voor gebruik overal, ook in omgevingen met weinig middelen in dit land en over de hele wereld."