Er is een nieuwe sensor op nanoschaal ontwikkeld die kan helpen bij het detecteren van cytokinen - moleculen die een cruciale rol spelen in de cellulaire respons op infectie, ontsteking, trauma en ziekte.

Gerapporteerd in het wetenschappelijke tijdschrift nanoschaal , de sensor bestaat uit een gemodificeerde grafeen quantum dot (of GQD) die is ontworpen door onderzoekers van het ARC Center of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP). Het identificeert ultrakleine hoeveelheden cytokinen in en rond cellen, mogelijk een opwindende nieuwe weg openen voor biomedisch onderzoek.

"Cytokinen zijn moleculen die worden uitgescheiden door de cellen van het immuunsysteem, " legt hoofd CNBP-projectwetenschapper Guozhen Liu uit, universitair hoofddocent aan de Macquarie University.

"De afgifte van bepaalde cytokines door het lichaam is vaak symptomatisch voor een ziekte of gezondheidsprobleem, zoals artritis, ontstekingsziekte of zelfs kanker. Bijgevolg, monitoring van cytokinesecreties op cellulair en subcellulair niveau, heeft enorme waarde in ons begrip van de fundamentele fysiologie en hoe het lichaam eigenlijk werkt."

traditioneel, cytokinemoleculen zijn buitengewoon moeilijk te meten en te kwantificeren. "Dit komt door hun kleine formaat en hun dynamische en voorbijgaande aard, " zegt A/Prof Liu.

"Wat we hebben kunnen doen, is een sensor ontwerpen en maken die zo klein is dat hij gemakkelijk in cellen kan doordringen. Bovendien, in tegenstelling tot andere sensoren reageert het alleen wanneer het cytokine aanwezig is. Voor dit doel hebben we GQD's verbonden met cytokine-senserende DNA-moleculen die bekend staan ​​als aptameren."

Professor Ewa Goldys, ook in het projectteam, merkte op dat de detectie van cytokinen in lichaamsvloeistoffen, cellen, weefsels en organismen trok veel aandacht in het biomedische onderzoeksveld. "Het in realtime kunnen volgen van cytokineniveaus opent nieuwe manieren om de lichaamsfysiologie te volgen. Dit zal uiteindelijk leiden tot nieuwe diagnostische hulpmiddelen en nieuwe manieren om de behandeling te volgen."

Goldys is van mening dat de innovatieve GQD-detectietechnologie die door de CNBP is ontwikkeld, potentieel wijdverbreide toepassingen heeft, vanwege het universele karakter van het sensorontwerp.

"We zien deze grafeen quantum dot-sensoren als uitstekende kandidaten voor vele andere biomedische toepassingen zoals DNA- en eiwitanalyse, intracellulaire tracking en voor het monitoren van andere door cellen uitgescheiden producten in het lichaam."

Hoewel nog enkele jaren verwijderd van klinische studie, zijn Goldys en Liu allebei enthousiast over het onderzoek.

"Op nanoschaal opereren, we creëren geheel nieuwe vensters in het lichaam en krijgen waardevolle inzichten in het lichaam, Gezondheid, welzijn en ziekte, ’ besluit Goldys.