I ricercatori dell'Università di Sydney hanno stabilito un metodo per identificare le singole nanoparticelle rilasciate dalle cellule umane, aprendo la strada affinché diventino strumenti diagnostici nella diagnosi precoce dei tumori, demenza e malattie renali.

Le particelle, note come vescicole extracellulari, o veicoli elettrici, vengono regolarmente rilasciati dalle cellule e svolgono un ruolo centrale nella comunicazione cellulare, condividere informazioni vitali come il DNA, RNA e proteine.

"Questo è davvero all'avanguardia della nostra conoscenza dello sviluppo cellulare, " ha affermato il Professore Associato Wojciech Chrzanowski, coautore di un nuovo articolo sui veicoli elettrici pubblicato sulla Royal Society of Chemistry's Orizzonti su nanoscala .

"I veicoli elettrici potrebbero essere utilizzati non solo per identificare patologie cellulari, ma poiché trasportano informazioni essenziali sullo sviluppo cellulare, potremmo ingegnerizzarli per scopi di riparazione dei tessuti."

Il professore associato Chrzanowski dell'Università di Sydney Nano Institute e della Facoltà di Farmacia ha affermato che la capacità di identificare singoli veicoli elettrici fornirà biomarcatori per diverse malattie come i tumori, cardiovascolare, malattie renali ed epatiche, demenza e sclerosi multipla.

Ha detto che consentirà anche agli scienziati di progettare veicoli elettrici per l'uso nella rigenerazione dei tessuti e contribuire a iniziare un nuovo capitolo nelle terapie con cellule staminali e nella medicina rigenerativa.

"Il corpo umano dirige naturalmente i veicoli elettrici dalle cellule staminali ai tessuti danneggiati per assisterli nella loro riparazione. Sfruttando questa conoscenza, potremmo creare una nuova generazione di terapie cellulari, ", ha affermato il Professore Associato Chrzanowski, chi è il tema leader del settore per la salute e la medicina a Sydney Nano.

Comprendere la particolare natura dei veicoli elettrici è quindi essenziale per sviluppare la loro applicazione per la diagnostica e la terapia. Ad esempio, le cellule cancerose in fase iniziale rilasciano veicoli elettrici che indicano la presenza di tessuto maligno nel corpo.

Lo studio delle vescicole extracellulari è un campo relativamente nuovo. È solo nell'ultimo decennio che è noto che le cellule comunicano e trasferiscono informazioni molecolari e genetiche utilizzando veicoli elettrici.

Il pieno potenziale di sfruttare questa conoscenza per l'uso biomedico è stato ostacolato a causa delle difficoltà nello stabilire la natura eterogenea delle popolazioni di veicoli elettrici. Fino ad ora, sono stati analizzati solo come popolazioni su larga scala con una sensibilità insufficiente.

Autore principale del documento, dottoranda Sally Yunsun Kim, ha dichiarato:"Per sbloccare il vero potenziale dei veicoli elettrici, ciò che serve è un nuovo approccio per definire inequivocabilmente le differenze su nanoscala a un singolo livello di veicoli elettrici - ed è quello che abbiamo fatto".

Questo perché è la natura individuale degli EV rilasciati dalle cellule - influenzati dalla morfologia cellulare, genetica e ambiente - che danno loro la loro agenzia nella riparazione dei tessuti umani.

signora Kim, Il professore associato Chrzanowski e il loro team hanno sviluppato un modo per identificare le singole nanostrutture di veicoli elettrici, attraverso l'esame di cellule staminali placentari umane fornite dal coautore Dr Bill Kalionis del Royal Women's Hospital di Melbourne.

Nel Orizzonti su nanoscala carta il team descrive un nuovo metodo per identificare la composizione su scala nanometrica dei veicoli elettrici utilizzando la "spettroscopia a infrarossi con microscopio a forza atomica potenziata dalla risonanza" (AFM-IR).

Ciò comporta l'isolamento di singoli veicoli elettrici, agitandoli termicamente e quindi leggendo il particolare segnale o "impronta digitale" da questa attività termica utilizzando un rilevatore di 20 nanometri di larghezza.

signora Kim, ha detto:"Possiamo farlo usando piccole quantità di materiale umano, come campioni di sangue o di urina. Quando le cellule creano veicoli elettrici, si diffondono in tutto il corpo".

Il professore associato Chrzanowski ha affermato che questa capacità di determinare la particolare natura dei veicoli elettrici consentirà inoltre agli scienziati di continuare la ricerca fondamentale su come e perché i veicoli elettrici vengono creati dalle cellule.

"Questo è un campo nuovo ed entusiasmante per la ricerca biomedica. E l'Australia sta svolgendo un ruolo di primo piano in questo settore, ", ha affermato il Professore Associato Chrzanowski, che è un organizzatore congiunto di una conferenza internazionale sulle vescicole extracellulari che si terrà a Sydney nel mese di novembre.

"Le persone migliori al mondo saranno qui a condividere le loro conoscenze in un campo con una tale promessa per i trattamenti biomedici, " Egli ha detto.