Первый в своем роде наночастиц на основе метода визуализации в естественных условиях, которые могут однажды использоваться, чтобы помочь диагностировать и лечить рак была разработана исследователями, сотрудничающими из штата Мичиган, Университета Джонса Хопкинса и Стэнфордского университетов.
Техника захватывает механические свойства в жизни подданных, что зонд фундаментальных связей между физикой и внутри-Vivo (в живом организме) биология. Результаты исследования опубликованы в журнале материалы сегодня.
Брайан Смит, адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии в МГУ, работал с коллегами, чтобы развивать мельчайших частиц, что, как только внутри живых клеток, могут раскрыть важную информацию о структуре клетки, включая опухолевые клетки физически изменить, так как они образуют опухоль.
«Мы разработали способность измерять и количественно наномеханических свойств отдельных живых клеток внутри тела живого животного впервые», — сказал Смит.
В исследовании, проведенном ранее в этом году, Смит и его команда разработали наночастицы, которые помогли «съесть» до атеросклероз, накопление зубного налета в артериях, что может привести к сердечному приступу. Частицы избирательно введены защитные клетки иммунной системы, известные как макрофаги, доставляя лекарство инструктаж клетки пожирают вредных бляшек.
Теперь, Смит и его коллеги создали методику, используя различные наночастицы, которые могут быть встроены в различные типы клеток, включая раковые клетки молочной железы, в живых животных. Анализируя то, как частицы движутся внутри клетки может выявить много о его внутренних физических свойств.
«Тут раньше не существовало метода для изучения живых предметов, например механическими свойствами, у млекопитающих-с высоким пространственным разрешением», — сказал Смит. «Такие методики обещают открыть совершенно новые возможности исследования для диагностики и лечения заболеваний».
Механические свойства биологических тканей, как известно, играют важную роль во многих заболеваний, включая болезни сердца, воспаления и рака, а также нормальной физиологии, такие как миграция клеток и развитию организма. В текущем исследовании, Смит и его команда использовали наночастицы для начала сравним механические свойства между клетками в культуре — как стандартные 2D и 3D-и в живых животных.
Отслеживание движения наночастиц показало, что среда, в которой клетки наблюдаются значительно влияет на их механические свойства — что может означать, что некоторые модели сотовых не может быть такого действительного представления о живых животных.
«Это говорит о ученые рак интересует механика рака, что 2D условия могут плохо повторить, а то некоторые 3Д условия вам значительно ближе, имитирующие условия внутри живой мыши,» сказал Смит.
Следующая часть эксперимента посмотрели на то, что на самом деле происходит на внутреннюю структуру раковых клеток, так как они начинают образовываться опухоли. Предыдущие методы не могли ответить на вопрос, потому что они были слишком инвазивной для тестирования в живых субъектов.
Опять же, наблюдая за движением наночастиц внутри клеток, исследователи измерили, как «совместимые», или мягкой, клетки. Главное, они обнаружили, что уступчивость нормальных клеток остается стабильным с течением времени, но, как раковые клетки образуются опухоли в течение недели, они застыли.
«Мы нашли что опухоль начинает формироваться в живой мыши, отдельные опухолевые клетки механически грубеют. Это фундаментальное открытие, которое в конечном счете, вероятно, будет иметь последствия для распространения рака (метастазирования) опухоли и летальности», — сказал Смит. «Открытие стало возможным благодаря интеграции государственно-оф-искусства создания образов и частиц технологии отслеживания нашей лаборатории и наших сотрудников».
Исследования ряда перспективных применений в медицине. Одним из них является просто оценке того, какие методы культуры клеток достаточно, как живых организмов, чтобы обеспечить значимую информацию. Другой измерительной ячейки механические свойства общих биологических функций, включая развитие органа, в живых организмах.
Пожалуй, самое захватывающее приложение может быть в диагностике и лечении заболеваний, сказал Смит. Наночастицы могут быть использованы для мониторинга здоровья клеток и типы изменения они претерпевают в процессе болезни, и даже может изменить этот курс.
Смит и его коллеги планируют взгляд на формирование и распространение раковых метастазов, которые являются причиной около 90% случаев смерти от рака.
«Я надеюсь, что однажды мы сможем порадовать физике метастазирования», — сказал он. «Но, мы должны сначала понять механику и как их изменение влияет на поведение клеток. Мы сейчас смотрим на это».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!