Neues ultraviolettes Licht kann Lage von Krankheiten lokalisieren

Eine neue Studie veröffentlicht in der Online Early Edition von Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften enthüllt das Johns Hopkins Forscher haben ein synthetisches Protein entwickelt, das, wenn es unter UV-Licht aktiviert wird, Ärzten genau zeigen kann, wo bestimmte medizinische Störungen wie Arthritis und Krebs liegen.
Dieser erstaunliche Durchbruch ebnet den Weg zu einer neuen Art der diagnostischen Bildgebungstechnologie und kann schließlich dazu führen, dass Ärzte in der Lage sind, Medikamente dort einzusetzen, wo die Bildgebung eine Krankheit erkannt hat.
Während der Studie gelang es den Experten, mit dem synthetischen Protein Prostata- und Pankreaskrebs in Mausmodellen zu finden. Sie waren auch in der Lage, Knochenwachstumsanomalien zu finden, die mit dem Marfan-Syndrom übereinstimmten.
Die Autoren stellen fest, dass das synthetische Protein nicht genau angibt, wo sich die erkrankten Zellen befinden. Es verbindet sich jedoch mit beschädigtem Kollagen in der Nähe der erkrankten Stelle.
Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Protein des Körpers. Seine Hauptaufgabe besteht darin, eine strukturierte Umgebung bereitzustellen, in der Zellen Haut, Knochen und Nerven aufbauen können. Die Wissenschaftler sagen, dass geschädigtes Kollagen normal ist, aber Krebs und andere kranke Zellen können Kollagen schneller als üblich verletzen. Wegen all dieser Schäden, die Krebs und andere Krankheiten verursachen, kann das synthetische Protein seine Arbeit bei der Suche nach der Website, die Hilfe benötigt, leisten.
S. Michael Yu, ein Fakultätsmitglied von der Whiting School of Engineering Abteilung für Materialwissenschaften und Engineering kommentierte:

"Diese Krankheitszellen sind wie Einbrecher, die in ein Haus einbrechen und viel Schaden anrichten, aber nicht da sind, wenn die Polizei eintrifft. Anstatt nach den Einbrechern zu suchen, reagiert unser synthetisches Protein auf Beweise, die am Tatort zurückgelassen wurden."

Martin Pomper, Co-Principal Investigator des Johns Hopkins Center für Krebs Nanotechnologie Excellence und eine Schule der Medizin Professor für Radiologie traf Yu, während sie beide am Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology beteiligt waren.
Er fügte hinzu:

"Ein großes medizinisches Problem ist die bessere nicht-invasive Charakterisierung des gestörten Kollagens, das bei einer Vielzahl von Erkrankungen auftritt. Michael hat herausgefunden, was eine sehr elegante und praktische Lösung sein könnte, die wir in eine Suite von Bildgebung und Potenzial umwandeln Mittel zur Diagnose und Behandlung. "

Die synthetischen Proteine, die während der Studie verwendet wurden, sind Kollagen-mimetische Peptide (CMPs). Diese bestimmten Arten von Proteinen werden natürlich in Richtung krankheitsbedingten Kollagens gezogen, wo sie sich dann selbst anlagern.
Damit die Ärzte sehen können, wohin die Proteine ??wandern, setzen sie fluoreszierende Tags auf jeden CMP, so dass sie mit der Imaging-Technologie leicht zu erkennen sind. Wo auch immer das Gebiet leuchtet, ist es ein Hinweis auf Kollagen, das höchstwahrscheinlich durch Krankheit geschädigt wurde.
Zu Beginn der Studie dachten die Wissenschaftler, dass sie ein Problem haben könnten, da die CMPs sich oft an Stelle des geschädigten Kollagens aneinander klammern würden, was es für sie schwierig mache, die Bereiche zu unterscheiden, die behandelt werden müssten.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelte Yang Li, Doktorand am Department of Chemistry der Krieger School of Arts and Sciences an der Johns Hopkins University und leitender Autor der Studie, CMPS, in dem ein chemischer Kasten enthalten war Bindung zwischen Proteinen. Kurz bevor das Protein in das Blut gelangt, hat der Wissenschaftler die ultraviolette Beleuchtung benutzt, um die Box zu "entriegeln" und CMPs können dann ihre Mission fortsetzen, um den erkrankten Bereich zu finden.
Um Li's Methode zu testen, injizierten Yu und sein Team die Proteine ??in Mäuse, die mit menschlichen Krebszellen der Bauchspeicheldrüse und der Prostata infiziert waren.
Über einen Zeitraum von 4 Tagen wurden fluoreszierende Bilder aufgenommen, die zeigten, dass Forscher in der Lage waren, Stränge des synthetischen Proteins zu beobachten, das durch Blutgefäße durch die Tumorbereiche wandelte und sich an krebsgeschädigtes Kollagen anklebte.
Ähnliche Tests wie diese haben gezeigt, dass CMP in der Lage ist, die Stelle von Knorpel und Knochen zu detektieren, die ebenfalls hohe Mengen an geschädigtem Kollagen ernten. Dies würde zur Behandlung und Diagnose von Knochen- und Knorpelschäden führen.
Die Autoren stellen fest, dass diese Methode noch nicht vollständig verstanden ist, jedoch wird das Auffinden und Wiederaufbauen von Kollagen das Knochenwachstum bei Patienten, die an Marfan-Syndrom leiden, fördern und könnte in der Zukunft zu großen Durchbrüchen führen.
Geschrieben von Christine Kearney