Уникальное сотрудничество получило финансирование для разработки нанотехнологий для меланомы

Уникальное сотрудничество между инженерами-электриками, инженерами-механиками и исследователями рака может стать идеальным сочетанием для улучшения диагностики, лечения и наблюдения за пациентами с меланомой.

Исследователи из Онкологического центра Университета Колорадо, Университета Колорадо в Боулдере и Университета Техаса в Далласе получили финансирование на разработку механической системы размером с наручные часы, которая будет отображать наличие или отсутствие генетических сигналов меланомы. Грант в размере $1.1 млн, финансируемый в течение следующих четырех лет, был присужден Национальным научным фондом (NSF).

Инженеры совместно с онкологами будут использовать финансирование, чтобы попытаться «подключить» и раскрасить различные гены с помощью нанотехнологий для скрининга образцов крови. Цель — помочь врачам и пациентам визуализировать изменения в клетках меланомы, которые указывают на важные события, такие как прогрессирование болезни или ответ на терапию.

Разработка панели специфичных для меланомы опухолевых маркеров с помощью нанотехнологий значительно повлияет на способы диагностики и лечения, поскольку эти маркеры можно будет обнаружить до того, как опухоль вырастет настолько, чтобы её можно было выявить с помощью современных методов визуализации. Примерно 20% пациентов, у которых развивается злокачественная меланома, умирают от метастазов, присутствующих на момент постановки диагноза, но не обнаруживаемых никакими современными методами визуализации или биохимическими анализами. Определение того, у кого есть или разовьется рак, является важным шагом в диагностике, наблюдении и лечении.

Наномашины можно сконструировать так, чтобы они чувствовали и захватывали молекулярные маркеры раковых клеток, что позволяет ученым обнаруживать молекулярные изменения даже тогда, когда они происходят лишь в небольшом проценте клеток. Наночастицы используются для обнаружения генетических изменений и передачи информации врачам и исследователям через электрические соединения. Соединения будут давать разные цвета для разных биомаркеров.

«Представьте, что вы приходите к врачу, и с помощью устройства размером с наручные часы в течение пяти минут можете узнать, присутствуют ли в образце крови определенные молекулярные признаки меланомы», — говорит Линн Бемис, доктор философии, доцент UCCC и ведущий исследователь по гранту. — «"Увидев" на самом базовом уровне, присутствуют ли ключевые биомаркеры меланомы и в каком количестве, пациенты и их врачи получат ценную информацию об изменениях клеток гораздо раньше, чем это делают современные технологии скрининга».

Бемис добавила, что наноустройство потенциально может показывать изменения раньше, чем современные технологии, такие как ПЭТ-сканирование (позитронно-эмиссионная томография), а также будет экономически эффективным и более оперативным. Она подчеркнула, что до клинического дебюта устройства пройдут годы, но финансирование по этому гранту позволяет исследователям заложить основу, критически важную для реализации устройства.

«С точки зрения инженера, нанотехнологии очень интересны, потому что они позволяют нам выполнять различные манипуляции и операции непосредственно в масштабе молекул, связанных с болезнью. Лучшее понимание взаимодействия наноматериалов с различными биомолекулами откроет двери для принципиально новых способов обнаружения и вмешательства в болезненные процессы», — сказал Вон Пак, доктор философии, доцент Университета Колорадо в Боулдере и главный исследователь по гранту.

Бемис и исследователи из лаборатории Уильяма Робинсона в кампусе Аншутц Медикал в Авроре, Колорадо, уже определили несколько биомаркеров, которые Пак, в сотрудничестве с Чон-Бон Ли, доктором философии, доцентом Университета Техаса в Далласе, включит в панель и раскрасит. Исследователи UCCC продолжат поиск новых биомаркеров, чтобы инженеры в Боулдере и Далласе могли разработать действительно комплексную панель, которая будет предоставлять наиболее полную информацию об опухоли каждого пациента.