Быстрый и точный сенсор на основе наночастиц для скрининга противораковых препаратов

Исследователи под руководством химика Винсента Ротелло из Массачусетского университета в Амхерсте представили новый метод с использованием золотых наночастиц, который позволяет точно определить механизм действия противораковых препаратов за считанные минуты. Это альтернатива традиционным геномным и протеомным методам скрининга, которые требуют много времени и специального оборудования.

Как объясняют авторы, ключевым этапом в разработке нового лекарства является идентификация его химического механизма. «Быстрое определение механизма действия препарата значительно ускорит процесс открытия лекарств», — говорит ведущий автор, аспирант Ле Нгок.

Новая сенсорная система определяет изменения на поверхности клеток, вызванные препаратами с разными механизмами. «Мы обнаружили, что каждый механизм действия генерирует уникальный паттерн, и использовали эти различия на поверхности клеток для быстрого профилирования», — отмечает Нгок. Подробности опубликованы в Nature Nanotechnology.

Как работает сенсор

Для ускорения скрининга команда разработала сигнатурный подход на основе системы сенсоров из золотых наночастиц и трёх флуоресцентных белков, помеченных разными цветами: синим, зелёным и красным. Индуцированные препаратом изменения на поверхности клеток заставляют разные наборы этих белков «включаться» вместе, создавая характерные паттерны, которые идентифицируют конкретный механизм гибели клеток.

Наносенсор:

• Универсален для разных типов клеток.
• Не требует этапов предварительной обработки клеток.
• Позволяет определить механизм химиотерапевтического средства по одному измерению за минуты, используя стандартное лабораторное оборудование.

Потенциальное влияние

Изобретение может оказать существенное влияние на процесс разработки лекарств. «Сенсор способен не только профилировать механизмы отдельных препаратов, но и определять механизмы действия лекарственных смесей — «коктейлей», которые становятся новым инструментом терапии», — добавляет Нгок.

Ротелло подчёркивает: «Простота и скорость этой технологии открывают возможности для значительного ускорения поиска эффективных методов лечения рака. Кроме того, она предоставляет путь вперёд для токсикологии, предлагая жизнеспособный метод классификации десятков тысяч коммерческих химикатов, по которым нет данных».