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L'encre de tatouage a pu être la clavette à améliorer le dépistage du cancer

L'encre humble dans le pointeau d'un tatoueur a pu être la clavette à améliorer le dépistage du cancer, grâce à la recherche neuve du service d'USC Viterbi du génie biomédical.

Professeur adjoint sage de Gabilan dans le service avec un laboratoire au centre d'USC Michelson pour les biosciences convergentes, la Cristina Zavaleta et ses agents neufs développés récemment de contraste de représentation d'équipe utilisant les teintures courantes telles que les colorants d'encre de tatouage et alimentaires. Quand ces teintures sont fixées aux nanoparticles, elles peuvent illuminer des cancers, permettant à des professionnels médicaux de différencier mieux entre les cellules cancéreuses et les cellules adjacentes de normale. Le travail a été publié en la Science de biomatériaux.

Le dépistage précoce est essentiel pour que les patients aient les meilleurs résultats du cancer ; une maladie qui affectera plus de 38% d'Américains à un moment de leur vie.

Cependant, le dépistage est provocant sans bons agents de représentation ; contrastez les matériaux qui une fois injectés dans des patients, tiennent compte pour la représentation telle que l'IRM et le CT au fonctionnement avec une meilleures sensibilité et spécificité, permettant à des professionnels médicaux de diagnostiquer avec l'exactitude, et pour que les chirurgiens recensent les marges exactes de tumeurs.

« Par exemple, si le problème est cancer du côlon, ceci est trouvé par l'intermédiaire de l'endoscopie, » Zavaleta a dit. « Mais un endoscope est littéralement juste une lampe-torche sur l'extrémité d'un bâton, ainsi il fournira seulement des informations sur la structure du côlon - vous pouvez voir un polype et vous connaître pour devoir prendre une biopsie. »

« Mais si nous pourrions fournir des outils de représentation pour aider des médecins à voir si ce polype particulier est cancéreux ou simplement bénin, peut-être ils n'ont pas besoin même de le prendre, » il a dit.

Les nanoparticles lumineux déménagent par un vaisseau sanguin pour trouver le cancer. Les teintures de coloration ont été comportées aux nanoparticles pour tenir compte d'un contraste plus sensible de représentation en recensant des cellules cancéreuses.

Pour réaliser ceci, l'équipe a découvert une seule source des agents contrastants optiques des teintures de coloration de famille et les pigments que nous rencontrons par habitude. Ces « encres optiques » peuvent être fixées aux nanoparticles de cancer-désignation d'objectifs pour améliorer le dépistage du cancer et la localisation.

Les teintures et les pigments ont été découverts des agents de coloration courants qui ont déjà une approbation des États-Unis (FDA) Food and Drug Administration, que les espoirs d'équipe peuvent leur permettre d'être plus facilement et en toute sécurité mis en application dans la pratique en matière de représentation.

Pour Zavaleta, l'inspiration a frappé dans une place exceptionnelle -- une classe d'animation avec des artistes de Pixar dans Emeryville, la Californie, la maison du studio célèbre. Zavaleta, qui apprécie l'art et l'animation parmi ses passe-temps, a dit qu'il a été intrigué par les encres et les peintures que les artistes amenés classer.

« Je pensais à la façon dont ces peintures réellement élevées de pigment, comme des aquarelles de gouache, étaient lumineuses d'une voie que je n'avais pas vue avant, et je me demandais si elles avaient les propriétés optiques intéressantes, » Zavaleta ai dit.

L'idée l'a aboutie au tatoueur à San Francisco avoisinant, ciel d'Adam, un autre artisan travaillant avec les teintures lumineuses.

Je rappelle que j'ai porté une plaque de 96 puits et il a injecté l'encre de tatouage dans chacun des puits. Alors j'ai pris les encres à notre balayeur de Raman (utilisé pour trouver avec sensibilité nos nanoparticles de tumeur-désignation d'objectifs) et découvert ces empreintes digital spectrales réellement étonnantes que nous pourrions employer à code barre nos nanoparticles. Il était superbe se refroidissent. »

Cristina Zavaleta

Un des défis de sécurité de la représentation utilisant des nanoparticles, est que souvent ces nanoparticles peuvent avoir un assemblage prolongé dans les organes comme le foie et la rate, qui sont responsables de l'essai de décomposer le nanoparticle. À cause de ces préoccupations de sécurité, il est essentiel de considérer les nanomaterials biodégradables. Actuel, il y a une quantité limitée d'agents optiques de contraste reconnus pour l'utilisation clinique.

À cet effet, l'équipe de Zavaleta a considéré les colorants alimentaires courants qui pourraient être employés pour décorer les nanoparticles, tels que les teintures trouvées en bonbons colorés comme des quilles et des m&Ms. Ces produits alimentaires brillamment colorés que les êtres humains absorbent par habitude ont été considérés par la FDA en tant que coffre-fort pour la consommation humaine.

« Nous nous avons pensés, avons laissé regarder certains des colorants approuvés par le FDA de médicament, de cosmétique et alimentaires qui existent et voient quelles propriétés optiques sont parmi ces teintures, » Zavaleta ont dit. « Et de sorte que soit où nous avons fini vers le haut de constater que plusieurs de ces teintures approuvées par le FDA ont des propriétés optiques intéressantes que nous pourrions exploiter pour la représentation. »

L'équipe a développé un nanoparticle qui transportera ces agents fortement pigmentés de représentation comme « charge utile. » Zavaleta a dit que les particules sont d'une taille spécifique qui leur permet de pénétrer passivement dans des endroits de tumeur, mais peuvent également être dues maintenu à leur taille.

La plupart des agents de contraste de représentation utilisés dans la clinique sont aujourd'hui des teintures de petite molécule.

« Avec des petites molécules, vous pouvez pouvoir les voir s'accumuler dans des endroits de tumeur au commencement, mais vous devriez être avant qu'elles finissent laisser l'endroit de tumeur pour être excrétées, » Zavaleta rapide avez dit. « Nos nanoparticles s'avèrent justement être assez petits pour s'infiltrer, mais en même temps assez grand pour être maintenus dans la tumeur, et est ce ce que nous appelons l'effet amélioré de perméabilité et d'assemblage. »

Le nanoparticle peut également « être décoré » d'une plus grande charge utile de la teinture que les agents précédents de représentation de petite molécule, que l'équipe a montrés sous la représentation de fluorescence mène à un signe plus lumineux et à une localisation significative des nanoparticles dans les tumeurs.

« Si vous encapsulez un groupe de teintures dans un nanoparticle, vous allez pouvoir le voir améliorer parce qu'il va être plus lumineux, » Zavaleta avez dit. « Il est comme employer un paquet des teintures plutôt que juste une teinture unique. »

Source:
Journal reference:

Salinas, H.R., et al. (2020) A colorful approach towards developing new nano-based imaging contrast agents for improved cancer detection. Biomaterials Science. doi.org/10.1039/D0BM01099E.