(PhysOrg.com) -- I biologi del cancro hanno a lungo presunto che le cellule tumorali diffondessero marcatori rivelatori nel sangue e che la scoperta di questi biomarcatori trasmessi dal sangue potrebbe fornire un indicatore precoce che il cancro si sta sviluppando da qualche parte nel corpo. Sebbene ci siano stati alcuni progressi nella ricerca di tali marcatori, i ricercatori sono stati in gran parte ostacolati in questa ricerca dal fatto che tali proteine sono presenti in tracce che sono ammantate dalle poche proteine presenti in quantità molto maggiori, come albumina e anticorpi.
Ora, un gruppo di ricerca della George Mason University ha dimostrato di poter ripescare le proteine "invisibili" mascherate dall'albumina e da altre proteine ad alta concentrazione utilizzando nanoparticelle porose decorate con una serie di esche chimiche, ciascuno progettato per raccogliere tipi specifici di tracce di proteine dai fluidi corporei. Meglio ancora, agganciando queste proteine alle esche, che sono sepolti all'interno dei pori delle nanoparticelle, li protegge dalla degradazione fino a quando non possono essere rilasciati e analizzati mediante spettroscopia di massa.
Alessandra Luchini ha guidato il team internazionale di ricercatori che ha progettato e testato le nanoparticelle core-shell cariche di esche. Gli investigatori hanno pubblicato il loro lavoro nel Giornale della Società Chimica Americana .
Le nanoparticelle di idrogel core-shell sono state propagandate come potenziali veicoli per la somministrazione di farmaci proteici che sequestrerebbero questi farmaci dall'azione degli enzimi che degradano le proteine nel sangue fino a raggiungere i loro obiettivi nel corpo. Luchini e i suoi collaboratori hanno ribaltato questo paradigma, scegliendo di usarli per rimuovere invece le proteine dal sangue fino a quando non possono essere raccolte in sicurezza. La chiave è stata identificare una serie di 17 molecole che i ricercatori potrebbero attaccare all'interno delle strutture della cavità che esistono negli idrogel. Queste cavità sono abbastanza grandi da far entrare la maggior parte delle proteine, ma sono troppo piccole per le proteine relativamente gigantesche che prevalgono in modo schiacciante nel sangue e in altri fluidi biologici. Per prevenire frammenti più piccoli di albumina, che sono anche un importante componente del sangue, dall'entrare nelle nanoparticelle, gli investigatori hanno aggiunto al guscio esterno l'acido vinilsolfonico chimico, o VSA, che esclude attivamente i frammenti di albumina di tutte le dimensioni.
Per le molecole di esca, Luchini e i suoi colleghi hanno iniziato con alcune molecole di colorante che i biochimici hanno utilizzato come agenti leganti le proteine e inibitori delle interazioni proteina-proteina negli esperimenti di cromatografia. Lavorando dalle strutture chimiche di queste molecole, i ricercatori hanno creato una serie di coloranti che potrebbero poi reagire con le loro nanoparticelle di idrogel core-shell. Quindi mescolano le nanoparticelle risultanti con un fluido biologico:sangue intero, urina, e sudore, per esempio - e incubato per 15 minuti. Le particelle vengono raccolte mediante una centrifuga, e le proteine catturate vengono lavate per l'analisi utilizzando una serie di tamponi.
Il team di Luchini ha mostrato che le nanoparticelle hanno permesso un 10, Amplificazione effettiva di 000 volte dei livelli di proteine nel liquido di lavaggio rispetto alla loro concentrazione nel sangue. Di conseguenza, sono stati in grado di utilizzare la spettrometria di massa per identificare una varietà di proteine che in precedenza non erano rilevabili nel sangue utilizzando qualsiasi tipo di metodo clinicamente utile.
Questo lavoro, che è stato sostenuto in parte dal National Cancer Institute, è dettagliato in un documento intitolato, "Nanoparticelle Core-Shell multifunzionali:scoperta di biomarcatori precedentemente invisibili". Investigatori dell'Università di Stoccolma in Svezia, l'Istituto Superiore di Sanità di Roma, Italia, e anche l'Università di Torino in Italia hanno partecipato a questo studio.
