Onderzoekers ontwikkelen kleine nanoSABERs om de strijd tegen kanker te ondersteunen

Wanneer Jedi Knights een vijand moeten verslaan, halen ze hun vertrouwde lichtzwaarden tevoorschijn. Dankzij onderzoekers van Johns Hopkins kunnen artsen die kanker proberen te vernietigen in de toekomst minuscule moleculaire nanoSABERs hanteren waarmee ze naar tumoren kunnen kijken op manieren die nooit eerder mogelijk waren.

Geïnspireerd door het proces dat cellen gebruiken om eiwitten samen te stellen, heeft een team onder leiding van twee onderzoekers: Ishan Barman van de Whiting School of Engineering van de universiteit en Jeff W. Bulte, hoogleraar radiologie en radiologische wetenschappen aan de School of Medicine, die ook verbonden is aan JHU’s Instituut voor NanoBioTechnologie – heeft oneindig kleine sondes gemaakt die oplichten wanneer ze bepaalde enzymen tegenkomen die in kankercellen worden aangetroffen. Het vermogen om tumoren in hun geheel – en in een vroeg stadium – te visualiseren zou de beeldvorming van kanker aanzienlijk kunnen verbeteren, behandelingsopties kunnen informeren en de resultaten voor de patiënt kunnen verbeteren.

“Dit zou een gamechanger kunnen zijn voor de behandeling van kanker”, zegt Barman, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan de Whiting School, over de zelfassemblerende biorthogonale enzymherkenningssondes (nanoSABER). De resultaten van het team verschijnen in Geavanceerde wetenschap.

Momenteel zijn weefselbiopten de gouden standaard voor het opsporen van de meeste vormen van kanker, hoewel ze onnauwkeurig kunnen zijn en zelfs delen van tumoren die in de marge op de loer liggen over het hoofd kunnen zien. De aanpak van het Johns Hopkins-team zou dat probleem kunnen oplossen, waardoor artsen kankeractiviteit over hele tumoren kunnen visualiseren en inzicht kunnen krijgen in hun mogelijke agressiviteit.

Enzymen, vooral peulvruchten, spelen een leidende rol bij de ontwikkeling en progressie van kanker.

De nieuwe tool van het team assembleert zichzelf in de aanwezigheid van deze kankergerelateerde enzymen en zendt een signaal uit dat vervolgens kan worden opgepikt door Raman-spectroscopie, een visualisatietechniek die moleculaire trillingen analyseert om stoffen te identificeren en te karakteriseren. Hierdoor kunnen de sondes kankercellen nauwkeurig lokaliseren.

Het Johns Hopkins-team zegt dat de methode artsen ook in staat zou kunnen stellen de accumulatie van kankermedicijnen in tumoren tijdens de behandeling nauwkeuriger te volgen, wat een indicatie geeft van hoe goed die behandelingen werken.

“Het vermogen van de sondes om een ​​helder beeld te geven van de moleculaire, cellulaire en weefselniveaus biedt een alomvattend perspectief”, zegt hoofdauteur Swati Tanwar, een postdoctoraal onderzoeker in de werktuigbouwkunde. “Het is absoluut noodzakelijk om te begrijpen wat er werkelijk aan de tumorranden gebeurt om volledige verwijdering van de kanker te garanderen en de kans op herhaling te minimaliseren.”

Co-auteurs van de studie bij Johns Hopkins zijn onder meer Behnaz Ghaemi, Piyush Raj, Aruna Singh, Lintong Wu, Dian R. Arifin en Michael T. McMahon. Tot het team behoorde ook Yue Yuan van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China.