Onderzoekers van Brigham en Women's Hospital maken gebruik van een uniek fenomeen van nanodeeltjes om een ​​test te ontwikkelen voor vroege detectie van verschillende soorten ziekten, waaronder kanker.

Door eerdere onderzoeken, Morteza Mahmoudi, doctoraat, nu biomedisch onderzoeker op de afdeling Anesthesiologie, Perioperatieve en pijnmedicatie, en collega's hebben aangetoond dat biomoleculen in het bloed van gezonde individuen en patiënten verschillende coronaprofielen rond nanodeeltjes vormen. Zoals een donutgat in poedersuiker dopen, nanodeeltjes verzamelen een unieke coating van eiwitten uit het bloed. In een nieuwe studie gepubliceerd in de Royal Society of Chemistry's peer-reviewed tijdschrift Horizonten op nanoschaal , Mahmoudi en het team presenteren bewijs dat deze corona's gepersonaliseerd en nauwkeurig zijn, met verschillende samenstellingen of patronen bij mensen met kanker. Ze hebben een sensorarray ontwikkeld die is getest op bloedmonsters, zowel van mensen met de diagnose vijf verschillende soorten kanker als van ogenschijnlijk gezonde mensen die enkele jaren later de diagnose kanker kregen. Het doel van het team is om een ​​vroege detectietest te ontwikkelen die in de kliniek kan worden gebruikt om mensen met een risico op kanker en andere ziekten te identificeren.

"Voor kanker en vele andere catastrofale ziekten, hoe eerder je kunt diagnosticeren, hoe groter de kans dat u de overleving kunt behandelen en verlengen en een betere kwaliteit van leven kunt bereiken, " zei Mahmoudi, corresponderende auteur van het artikel. Mahmoudi is de voormalige directeur van het nanobio-interactielaboratorium aan de Universiteit van Medische Wetenschappen van Teheran, waar hij in 2014 met dit werk begon. "Het doel hier is om een ​​strategie te ontwikkelen om mensen te helpen betere informatie over hun gezondheid te krijgen. in de kliniek, we hebben manieren om lipiden te meten en het risico op hart- en vaatziekten te voorspellen, maar beperkte manieren voor kanker. Als alles goed gaat, we hopen dat ons werk zal leiden tot een screeningstest voor de vroegste tekenen van kanker."

Om hun onderzoek uit te voeren, het team combineerde de concepten van ziektespecifieke eiwitcorona's met sensorarraytechnologie. Sensorarrays kunnen een grote verscheidenheid aan op elkaar inwerkende chemische en biologische verbindingen in één keer identificeren in plaats van afzonderlijk. Om bloedmonsters te testen op vroege ziektepatronen, het team ontwikkelde een sensorarray die bestond uit drie verschillende kruisreactieve liposomen - vette moleculen die ervoor zorgden dat er eiwitcorona's om hen heen werden gevormd. Het team testte monsters van vijf patiënten, elk met een andere vorm van kanker:longkanker, glioblastoom, meningeoom, myeloom, en alvleesklierkanker. Het team ontdekte dat het geselecteerde patroon van corona-samenstelling, door geavanceerde classificatietechnieken gedetecteerd door de nanodeeltjessensorarray, voorzien van een unieke "vingerafdruk" voor elk type kanker. Het team testte de tool ook met bloed van 15 mensen bij wie vervolgens de diagnose hersenen, long, en alvleesklierkanker tot acht jaar later, vinden dat hun aanpak de kankers in de zeer vroege stadia kan identificeren en discrimineren.

Hoewel veelbelovend, net als bij andere diagnostische benaderingen, de voorlopige resultaten van het team moeten bij een groter aantal mensen worden gevalideerd om ervoor te zorgen dat de test niet alleen werkt, maar ook nauwkeurige diagnostische informatie biedt. Mahmoudi en zijn collega's zijn ook geïnteresseerd in het toepassen van de technologie voorbij kanker om andere ziekten in een vroeg stadium te diagnosticeren.

"De enige reden dat ik in de wetenschap zit, is om iets te doen dat patiënten kan helpen, " zei Mahmoudi. "Als ik voorspellingen over kanker zie, het aantal nieuwe gevallen per jaar en de wereldwijde last, het windt me op te denken dat onze multidisciplinaire expertise in nanobio-interfaces, sensorarray, en geavanceerde statistieken kunnen een manier zijn om te helpen. Er is hier zoveel potentieel en we werken eraan om het aan te boren."