Onderzoekers van de Universiteit van Sydney hebben een methode ontwikkeld om individuele nanodeeltjes te identificeren die door menselijke cellen worden afgegeven. de weg openen voor hen om diagnostische hulpmiddelen te worden bij de vroege opsporing van kanker, dementie en nierziekte.

de deeltjes, bekend als extracellulaire blaasjes, of EV's, worden routinematig vrijgegeven door cellen en spelen een centrale rol in celcommunicatie, het delen van vitale informatie zoals DNA, RNA en eiwitten.

"Dit is echt op het snijvlak van onze kennis van cellulaire ontwikkeling, " zei universitair hoofddocent Wojciech Chrzanowski, co-auteur van een nieuw artikel over EV's gepubliceerd in de Royal Society of Chemistry's Horizonten op nanoschaal .

"EV's kunnen niet alleen worden gebruikt om cellulaire pathologieën te identificeren, maar omdat ze essentiële informatie bevatten over celontwikkeling, we zouden ze kunnen engineeren voor weefselherstel."

Universitair hoofddocent Chrzanowski van het Nano Institute van de Universiteit van Sydney en de Faculteit der Farmacie zei dat het vermogen om individuele EV's te identificeren biomarkers zal opleveren voor diverse ziekten zoals kankers, cardiovasculair, nier- en leverziekte, evenals dementie en multiple sclerose.

Hij zei dat het wetenschappers ook in staat zal stellen EV's te ontwikkelen voor gebruik bij weefselregeneratie en om een ​​nieuw hoofdstuk in stamceltherapieën en regeneratieve geneeskunde te helpen beginnen.

"Het menselijk lichaam stuurt op natuurlijke wijze EV's van stamcellen naar beschadigd weefsel om te helpen bij het herstel ervan. Door deze kennis te benutten, we zouden een nieuwe generatie celtherapieën kunnen creëren, " zei universitair hoofddocent Chrzanowski, wie is de industriethema-leider voor gezondheid en geneeskunde bij Sydney Nano.

Het begrijpen van de specifieke aard van EV's is daarom essentieel voor het ontwikkelen van hun toepassing voor diagnostiek en therapie. Bijvoorbeeld, kankercellen in een vroeg stadium geven EV's af die wijzen op de aanwezigheid van kwaadaardig weefsel in het lichaam.

De studie van extracellulaire blaasjes is een relatief nieuw veld. Pas in het afgelopen decennium is bekend dat cellen moleculaire en genetische informatie communiceren en overbrengen met behulp van EV's.

Het volledige potentieel om deze kennis te benutten voor biomedisch gebruik is belemmerd door moeilijkheden bij het vaststellen van de heterogene aard van EV-populaties. Tot nu, ze zijn alleen geanalyseerd als grootschalige populaties met onvoldoende gevoeligheid.

Hoofdauteur van het artikel, promovendus Sally Yunsun Kim, zei:"Om het ware potentieel van EV's te ontsluiten, wat nodig is, is een nieuwe benadering om nanoschaalverschillen op een enkel EV-niveau ondubbelzinnig te definiëren - en dat is wat we hebben gedaan."

Dit komt omdat het de individuele aard is van de EV's zoals vrijgegeven door cellen - beïnvloed door cellulaire morfologie, genetica en omgeving - die hen hun macht geven bij het herstel van menselijk weefsel.

mevrouw Kim, Universitair hoofddocent Chrzanowski en hun team hebben een manier ontwikkeld om individuele EV-nanostructuren te identificeren, door onderzoek van menselijke placenta-stamcellen geleverd door co-auteur Dr. Bill Kalionis van het Royal Women's Hospital in Melbourne.

In de Horizonten op nanoschaal paper beschrijft het team een ​​nieuwe methode om de nanoschaalsamenstelling van EV's te identificeren met behulp van "resonantie-enhanced atomic force microscope infraroodspectroscopie" (AFM-IR).

Dit omvat het isoleren van enkelvoudige EV's, ze thermisch agiteren en vervolgens het specifieke signaal of de 'vingerafdruk' van deze thermische activiteit lezen met behulp van een 20 nanometer brede detector.

mevrouw Kim, zei:"We kunnen dit doen met kleine hoeveelheden menselijk materiaal, zoals bloed- of urinemonsters. Wanneer cellen EV's maken, worden ze door het hele lichaam verspreid."

Universitair hoofddocent Chrzanowski zei dat dit vermogen om de specifieke aard van EV's te bepalen wetenschappers ook in staat zal stellen fundamenteel onderzoek voort te zetten naar hoe en waarom EV's door cellen worden gemaakt.

"Dit is een nieuw en opwindend veld voor biomedisch onderzoek. En Australië speelt een leidende rol op dit gebied, " zei universitair hoofddocent Chrzanowski, die medeorganisator is van een internationale conferentie over extracellulaire blaasjes die in november in Sydney zal plaatsvinden.

"De beste mensen ter wereld zullen hier hun kennis delen op een gebied dat zo veelbelovend is voor biomedische behandelingen, " hij zei.