I ricercatori sviluppano il gavitello molecolare per trovare i punti hypoxic in tempo reale

Le aree di ipossia, o l'ossigeno basso in tessuto, sono marchi di garanzia dei cancri a crescita rapida e dei bloccaggi o di limitazione in vasi sanguigni, quali il colpo o la malattia periferica dell'arteria. I ricercatori dell'università dell'Illinois hanno sviluppato un modo trovare i punti hypoxic non invadente in tempo reale.

I ricercatori hanno sviluppato un gavitello molecolare sensibile all'ossigeno che emette i segnali di ultrasuono in risposta ad indicatore luminoso, un trattamento chiamato la rappresentazione fotoacustica - un metodo meno dilagante, più di alta risoluzione e meno costoso che lo standard clinico corrente, che usa le molecole radioattive e le scansioni di tomografia a emissione di positroni. In un documento pubblicato nelle comunicazioni della natura, i ricercatori hanno dimostrato l'abilità della sonda ai tumori hypoxic di immagine ed hanno restretto le arterie in mouse.

“Potremmo dare ad un medico un tridimensionale, visualizzazione in tempo reale nel tessuto alle procedure chirurgiche della guida ed alle pianificazioni di trattamento,„ ha detto il professor Jefferson Chan, la guida di chimica dello studio. Il dottorando Hailey Knox ed il professor Wawrzyniec Lawrence Dobrucki della bioingegneria erano co-author del documento.

“La capacità di individuare questo in un modo che non richiede la chirurgia o non conta sui metodi indiretti è realmente potente, perché potete realmente vederlo mentre sta sviluppandosi,„ Chan ha detto.

I metodi correnti per la rilevazione dell'ipossia in tessuto possono identificare soltanto l'ipossia cronica e non possono aiutare così medici a trovare i cancri aggressivi o le circostanze acute come un colpo che richiedono l'intervento immediato, Chan ha detto. Tali metodi sono limitati alle procedure dilaganti che comprendono i grandi aghi di stampa dell'elettrodo o la rappresentazione indiretta con le sonde radioattive, che ha le sfide aggiunte dell'attivazione e dell'interferenza dell'fuori obiettivo.

Il gruppo del Chan molecolare delle sonde si è sviluppato diventato soltanto attivo quando l'ossigeno sta mancando di. Una volta eccitate da indicatore luminoso, producono un segnale di ultrasuono, permettendo la rappresentazione 3-D diretta delle aree hypoxic. Hanno verificato il sistema sulle colture cellulari e poi in mouse in tensione con cancro al seno e mouse con le arterie ristrette in loro cosciotti.

“Il sistema che abbiamo utilizzato in questo studio è un sistema preclinico per gli animali. Tuttavia, in una regolazione clinica, potete catturare un commputer regolare di ultrasuono e fornirlo di una sorgente luminosa - potete comprare i LED per intorno $200 che sono abbastanza potenti e cassaforte per le applicazioni cliniche,„ Chan avete detto. I medici amministrerebbero le molecole fotoacustiche al paziente, iniettando in un filone o direttamente ad un sito del tumore, quindi utilizzano il commputer modificato di ultrasuono per prevedere il centro di interesse.

I ricercatori hanno trovato che il loro metodo fotoacustico potrebbe trovare i meri minuti di ipossia dopo che l'arteria di un mouse è stata restretta, mostranti la promessa per rapidamente l'individuazione i siti o dei coaguli di sangue del colpo nel tessuto profondo. Nei mouse con cancro, le sonde hanno permesso alla rappresentazione dettagliata e 3-D di ultrasuono dei tumori hypoxic.

“Sappiamo che molti tumori sono hypoxic, tanti nuovi trattamenti siamo stati diventati che sono attivati nelle circostanze ossigeno-carenti. Ma sono state contradditorie nei test clinici, perché non tutti i tumori sono hypoxic,„ Chan hanno detto. “Questo dà gli scienziati ed i medici un modo non invadente sembrare i tumori interni e determinare se il tumore di un paziente è hypoxic e sarebbero un buon candidato per una nuova droga. Se il tumore non guarda molto hypoxic, dovrebbero entrare in pianificazione differente del trattamento.„

Un altro vantaggio è il basso costo della produzione delle molecole e la loro durata di prodotto in magazzino lunga, i ricercatori hanno detto. Possono restare stabili per anni, mentre le molecole radioattive devono essere usate presto dopo la fabbricazione e richiedere l'addestramento speciale per uso.

Il gruppo di Chan sta esplorando altri tipi di molecole fotoacustiche che potrebbero immagine altre circostanze. Per esempio, stanno lavorando alle sonde che possono individuare i cancri specifici in modo da possono trovare tutti i posti in cui il cancro si è sparso o si riprodotto per metastasi nell'organismo di un paziente.

“Non solo potete individuare un cancro e scoprire i sui beni, ma ha molti viali per cura paziente. Possiamo esaminare l'intero iceberg invece della punta dell'iceberg,„ Chan ha detto.