创新的纳米技术对癌症诊断

采访托尼胡博士,副教授,生物设计弗吉尼亚g . Piper个性化诊断中心,亚利桑那州立大学。

胡博士告诉我们一点关于他的事业和他的实验室是做的工作发展nanoparticle-based癌症检测的技术。

问:你是如何成为对科学感兴趣吗?

答:我的职业生涯对我来说是有所选择的能力倾向测试是教育过程的一个重要组成部分在中国上学的时候。然而,我认为生物医学科学的多学科性质事业带给我最大的满意。科学进步往往是令人惊讶的和开放的新的和有趣的领域的研究发现。十年前,我从没想过我的背景在有机和物理化学应用服务无法满足临床需求的。我有困难的时候我第一次开始进行生物医学研究几年前,由于缺乏知识在生物学,但科学变得非常吸引我,当我意识到我的知识从不同的领域完全解决了几个关键问题困扰研究人员进行研究的临床研究。

什么你的一些最有价值的成就一直到目前为止?

答:我的研究小组形成只有5年前,但享有相当大的成功与我们的结果和接收研究经费,但最有益的方面,这是科学本身:为我们找到新的应用科学,形成新的合作解决未满足临床需求,看到我们的平台可以如何改进当前的诊断性能分析。

问:你能告诉我们关于你的实验室的主要研究方向?

答:我们的研究重点是利用先进的纳米技术研究和创新发展的生物标志物的发现和非侵入性的诊断工具来解决目前的差距在风险评估中,筛查和早期检测、实时治疗癌症和传染病监测和预测。一个主要方面就是使用先进的工程工具来开发新的传感器平台,可以促进生物医学研究或使用精密医学的诊断措施。

问:为什么细胞外囊泡(EVs)特别感兴趣的吗?电动汽车分析一些当前的挑战是什么?

答:大多数细胞大量分泌细胞外囊泡(EVs),包括液和其他膜囊泡,到细胞外空间,这样他们最终积聚在血液循环。电动汽车研究和疾病诊断的极大的兴趣,因为它们包含的因素(蛋白质和核酸)反映细胞或组织的起源和可以调节相邻而遥远的细胞和组织的功能。例如,一些报告显示,电动汽车积极参与肿瘤起始,进展和转移。循环tumor-derived EVs因此拥有巨大的潜力作为微创癌症检测的新型生物标志物。

肿瘤EVs翻译成癌症生物标志物一直是一个挑战由于缺乏对电动汽车的简单方法分析和生物标记区分tumor-derived EVs从正常的电动汽车。传统电动汽车检测方法需要耗费时间和劳动密集型的隔离和净化程序,紧随其后的是电动车量化和/或其内容的分析。这些方法是不切实际的临床和研究使用,因为它们是复杂的,低吞吐量、昂贵和长期周转时间。他们也需要相对较大的样本册,动物性的研究的一个主要障碍,因为血液量可以从常见的人类疾病小鼠模型是非常有限的,排除纵向研究。

问:你能告诉我们关于你的最近发展nanoparticle-based技术?

我们已经开发出一种多井生物传感器芯片涂上常见的电动汽车表面标记的抗体捕获电动汽车出现在一个体积小(1µL)血清或血浆。这些俘虏EVs杂化的两种纳米粒子:一个金奈米棒具体第二常见的电动汽车表面标记和一个黄金nanosphere具体EVs来自目标细胞。在这项研究中,我们使用EphA2,我们发现高表达在EVs源自胰腺癌细胞,但此方法理论上可以适应任何疾病,都有一个特定的EV显著相关。正常EVs不显著表达EphA2因此只结合奈米棒,但cancer-derived EVs强劲表达EphA2,因此可以将奈米棒和nanosphere绑定。纳米团簇发出红色和绿色光当单独照,但当绑定电动车他们近距离使他们形成一个nanoplasmon,导致绑定EV发光明亮的黄色。

本原理分析当前方法提供了几个优势。这是快速、高通量、便宜。它可以直接量化电动汽车在血清生物标志物,等离子体生物标本和其他疾病诊断和治疗监测。它可以很容易地定制检测不同的电动汽车数量,从而诊断和监测其他疾病的特定疾病EV标记。用微量血卷允许它用于纵向研究人类疾病的小鼠模型。

问:为什么胰腺癌选择验证这种技术?

答:我们选择胰腺癌在我们最初的研究中,因为它展示积极的入侵,早期转移和治疗耐药性,因此提供了多个点的EV生物标志物临床数据可以提供有用的信息。这是至关重要的,因为手术切除的肿瘤组织是唯一可以治愈,但是80 - 85%的病人有先进的疾病诊断时,通常也会完成肿瘤切除。

可以有效地诊断胰腺癌的早期生物标志物,区分胰腺癌和胰腺炎,可以大大减少癌症发病率和死亡率。Blood-based标记会适合这个目的,但目前没有接受Blood-based标记胰腺癌。碳水化合物抗原胜负(CA胜负血液是目前唯一的生物标志物水平与胰腺癌接受使用,但只有通过监测胰腺癌进展或对治疗的反应,并演示了弱性能。

胰腺cancer-derived EVs生物标记应该是一个很好的来源,因为胰腺癌细胞差异表达多种因素,其中有些可能是检测胰腺cancer-derived电动汽车在等离子体在早期胰腺癌的阶段。实际上,我们现在的概念验证研究表明这样一个电动汽车标志可以早期诊断胰腺癌和评估对治疗的反应,而正在进行的研究表明,cancer-derived EV标记还可以预测治疗抵抗和具有预后价值。

未来的工作你有什么计划吗?

我们已经在开发其他项目和平台,但也有一些研究,使用这个平台为其他疾病的应用。这种方法显示了检测范围广泛的承诺电动汽车有潜在疾病的生物标记物,因为它应该可以定制它迅速通过简单地替换一个或两个纳米探针与EV-specific探测感兴趣的疾病。我们已经证明,尽管与少量的样品,研究了该方法的有效性检测肺癌和活动性结核病病例。

你可以找到更多关于胡博士和这里的工作在他的实验室https://biodesign.asu.edu/tony-hu

胡博士是安娜·麦克唐纳,编辑技术网络。188金宝搏备用