Determinar la presencia de cáncer, así como su tipo y malignidad, es un proceso estresante para los pacientes que puede tomar hasta dos semanas para obtener un diagnóstico. Con una nueva tecnología - un biosensor de transporte de azúcar - investigadoresen la Universidad Tecnológica de Michigan, espero reducir ese plazo a minutos.
Un equipo colaborativo de químicos e ingenieros de Michigan Tech sienta las bases para esta visión en dos nuevos documentos. En el diario de la Royal Society of Chemistry Comunicaciones químicas , el equipo explica la ciencia básica detrás de las sondas multicolores que permiten apuntar al transportador de fructosa relevante para el cáncer, profundizando en la detección basada en imágenes de las células cancerosas. En la revista Biosensores , el equipo aborda las aplicaciones para la detección del cáncer de mama y para diferenciar las células cancerosas no malignas, premalignas y malignas.
Dos investigadores de Michigan Tech colaboraron en los estudios. Marina Tanasova, profesora asistente de química, y Smitha Rao, profesora asistente de ingeniería biomédica, convirtieron una reunión de oficina de 10 minutos en una colaboración de dos años construida en una pequeña sonda fluorescente que buscael transportador de fructosa llamado GLUT5.
Las células necesitan carbohidratos; los transportadores de glucosa facilitadores GLUT traen nutrientes dentro y fuera de las células. Cuando los cambios metabólicos se activan, digamos, por el desarrollo del cáncer, la composición general de los GLUT cambia para que más o menos GLUT estén activosLos transportadores de fructosa como GLUT5 son de particular interés debido a la conexión directa entre la absorción de fructosa y el desarrollo del cáncer, que también cambia a medida que el cáncer progresa y se vuelve maligno.
en su Comunicaciones químicas documento, informe del equipo de Tanasova y Rao sobre el diseño y la validación de las sondas fluorescentes, llamadas ManCous, para observar la actividad de GLUT5 en una célula; también documentan la fluorescencia multicolor que distingue a las células ricas en GLUT5 de las deficientes en GLUT5. A continuaciónarriba Biosensores el documento proporciona un uso de prueba de principio de estas sondas como herramientas para evaluar y comparar GLUT5 y la actividad metabólica de diferentes tipos de células, incluidas las células normales y los diferentes subtipos de cáncer.
"Nos acercamos a una detección básica de la composición GLUT de las células, una que detecta el cáncer y distingue el tipo", dice Tanasova; y agrega que si bien el concepto es elegante, desarrollar la tecnología no es fácil ".aplicación, hay mucha transformación que tiene que suceder "
Al comprender mejor la ciencia detrás de los transportadores de azúcar, el equipo está más equipado para desarrollar tecnología que capture una huella digital GLUT precisa y precisa de células cancerosas.
"Esta sonda es como una navaja suiza", dice Rao, explicando que la detección del cáncer no es el único uso para la sonda. "Cuanto más aprendemos sobre el cáncer a través de estas sondas, más oportunidades tenemos de aplicarlas.lo que significa más posibilidades de tratar diferentes tipos de cáncer, con suerte curarlos y al menos prevenir su propagación y maximizar la administración de medicamentos "
Lo que hace que la sonda sea tan versátil es su capacidad no solo de buscar y resaltar las células cancerosas, sino también de revelar los matices metabólicos de las diferentes etapas del desarrollo del cáncer. Si bien el cáncer generalmente engulle fructosa, GLUT5 y la actividad metabólica de los no malignos,las células de cáncer de mama premalignas y malignas varían, que es lo que Rao, Tanasova y su equipo exploraron en el Biosensores artículo. Descubrieron que las sondas ManCou permiten el análisis paralelo y la cuantificación de GLUT5 y la actividad metabólica de las células justo después de un período de incubación de 10 minutos. Las diferencias notables en la intensidad de fluorescencia observada entre las células normales y las células cancerosas, así como diferentes tipos de cáncertipos, proporcionan puntos importantes de diferenciación entre diferentes tipos de células y hacen de estas sondas herramientas prometedoras para la detección y el diagnóstico del cáncer.
La investigación aún es temprana, pero Tanasova y Rao tienen una visión clara de los próximos pasos del proyecto. El trabajo es altamente colaborativo y se construye junto con los esfuerzos de sus coautores, incluidos los estudiantes de doctorado Srinivas Kannan y Vagarshak Begoyan, científico investigador? ukasz J. Weseli? ski, junto con los estudiantes de posgrado Joseph Fedie, Shuai Xia y el estudiante de licenciatura Alexis Ferrier.
La colaboración está en curso. El equipo de químicos - Tanasova, Begoyan y Weseli? Ski - planea profundizar en el mundo de los transportadores de fructosa para ampliar lo que han determinado sobre GLUT5 y proporcionar acceso a sondas dirigidas a otros GLUTEl equipo de ingenieros biomédicos, Rao y Kannan, se enfoca en evaluar numerosas aplicaciones de estas sondas, incluido el análisis de biopsia estándar y la tecnología enpráctica clínica a través del desarrollo de un dispositivo de detección de cáncer en un punto de atención.
Como dice Rao, el equipo está dando forma a sus bloques de Lego para que puedan construir en el futuro. La refinación de la detección y el tratamiento de enfermedades sigue siendo la fuerza impulsora detrás de esta colaboración interdisciplinaria. La idea general continúa centrándose en tomar transportadores de azúcar y usarlos comoUna puerta de entrada para comprender mejor la naturaleza del cáncer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Original escrito por Allison Mills. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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