I ricercatori del Dipartimento di biologia del cancro della UC stanno collaborando con scienziati dei materiali dell'Università di Houston per creare e utilizzare nanotubi per catturare e comprendere la regolazione delle proteine coinvolte in una varietà di malattie tra cui alcuni tipi di cancro, malattie cardiovascolari e obesità.
Uno studio recente, pubblicato nell'American Chemical Society Materiali applicati e interfacce rivista, hanno dimostrato che i nanotubi di titanio cresciuti su filo metallico a base di titanio hanno fornito efficacia per l'arricchimento di fosfopeptidi, il meccanismo di regolazione chiave alla base delle normali funzioni biologiche e cellulari, ed erano più facili da usare, il che potrebbe significare costi inferiori e un uso più pratico dei materiali negli studi scientifici.
"La fosforilazione delle proteine è un meccanismo di regolazione centrale per le funzioni all'interno delle cellule normali e dei processi biologici nel corpo, mentre l'interruzione della fosforilazione può portare all'inizio di una varietà di malattie tra cui cardiovascolari, neurologico, endocrino e cancro, "dice Ken Greis, dottorato di ricerca, professore associato presso il Dipartimento di Biologia del Cancro, membro dell'UC Cancer Institute e del Cincinnati Cancer Center e coautore dello studio.
"Gli studi volti a comprendere le dinamiche della fosforilazione sono venuti alla ribalta della ricerca biologica mentre la comunità di ricerca tenta di comprendere i meccanismi cellulari sottostanti della malattia con l'obiettivo di fornire nuovi bersagli per l'intervento terapeutico.
Greis afferma che lo studio della fosforilazione cellulare delle proteine (o fosfoproteomica) viene tipicamente effettuato separando e classificando le proteine mediante cromatografia liquida e spettrometria di massa. L'arricchimento con l'aggiunta di materiali metallici è necessario per aiutare con questa separazione.
"Le particelle di titanio mesoporose sono ampiamente utilizzate per l'arricchimento di fosfopeptidi, ma sono costose e offrono opportunità molto limitate di miglioramento della funzione, " continua. "I nanotubi di biossido di titanio (comunemente noto come titania) cresciuti su filo di titanio hanno mostrato caratteristiche promettenti per la separazione dei fosfopeptidi. In questo studio, valutiamo l'efficacia dei nanotubi su filo di titanio per la ricerca fosfoproteomica."
I ricercatori hanno utilizzato nanotubi di titanio a base di filo di titanio e hanno confrontato i risultati quando le particelle commerciali sono state utilizzate su una serie di fosfopeptidi standard noti e poi su centinaia di fosfopeptidi derivati da tessuto epatico animale.
"I nostri studi hanno rivelato che i nanotubi di titania su filo metallico forniscono un'efficacia comparabile per l'arricchimento di fosfopeptidi e un uso più facile rispetto alle particelle. Ciò potrebbe ridurre i costi ed essere un metodo più efficace per studi futuri, " dice Greis. "La possibilità di variare la lunghezza e la dimensione dei nanotubi apre anche le porte a un ulteriore sviluppo della tecnologia di arricchimento. Questa è davvero una collaborazione entusiasmante che mette in evidenza anche il vantaggio delle interazioni scientifiche tra le discipline.
"Questa interazione è stata avviata da una discussione tra i postdoc presso le due istituzioni ed è sbocciata in una proficua collaborazione con il professor Oomman Varghese, che è uno dei massimi esperti di tecnologie, generare e sviluppare nanotubi di titanio da utilizzare come sensori chimici e per tecnologie di conversione dell'energia solare presso l'Università di Houston. Ora, stiamo unendo la nostra esperienza per progettare e testare nuovi materiali di arricchimento per migliorare ulteriormente la nostra comprensione dei cambiamenti della fosforilazione nelle malattie per aiutarci nella lotta contro il cancro e altre malattie. Mostra una grande promessa".
