(PhysOrg.com) - Les biologistes du cancer ont longtemps supposé que les cellules tumorales répandaient des marqueurs révélateurs dans le sang et que la découverte de ces biomarqueurs transmissibles par le sang pourrait fournir un indicateur précoce du développement d'un cancer quelque part dans le corps. Bien qu'il y ait eu des progrès dans la recherche de tels marqueurs, les chercheurs ont été largement entravés dans cette poursuite par le fait que ces protéines sont présentes en quantités infimes qui sont masquées par les quelques protéines présentes en quantités beaucoup plus importantes, comme l'albumine et les anticorps.
Maintenant, une équipe de recherche de l'université George Mason a montré qu'ils peuvent repêcher les protéines "invisibles" masquées par l'albumine et d'autres protéines à haute concentration en utilisant des nanoparticules poreuses décorées d'une série d'appâts chimiques, chacun conçu pour récolter des types spécifiques d'oligo-protéines à partir de fluides corporels. Mieux encore, accrocher ces protéines aux appâts, qui sont enfouis dans les pores des nanoparticules, les protège de la dégradation jusqu'à ce qu'ils puissent être libérés et analysés par spectroscopie de masse.
Alessandra Luchini a dirigé l'équipe internationale d'enquêteurs qui ont conçu et testé les nanoparticules cœur-coquille chargées d'appâts. Les enquêteurs ont publié leurs travaux dans le Journal de l'American Chemical Society .
Les nanoparticules d'hydrogel core-shell ont été présentées comme des véhicules potentiels d'administration de médicaments protéiques qui séquestraient ces médicaments de l'action des enzymes dégradant les protéines dans le sang jusqu'à ce qu'ils atteignent leurs cibles dans le corps. Luchini et ses collaborateurs ont renversé ce paradigme, choisir de les utiliser pour éliminer les protéines du sang jusqu'à ce qu'elles puissent être collectées en toute sécurité. La clé était d'identifier un ensemble de 17 molécules que les chercheurs pouvaient attacher à l'intérieur des structures de cavités qui existent dans les hydrogels. Ces cavités sont suffisamment grandes pour laisser entrer la plupart des protéines, mais sont trop petits pour les protéines relativement gigantesques qui sont massivement répandues dans le sang et d'autres fluides biologiques. Pour éviter les petits fragments d'albumine, qui sont également un composant sanguin majeur, de pénétrer dans les nanoparticules, les enquêteurs ont ajouté à l'enveloppe extérieure l'acide vinylsulfonique chimique, ou VSA, qui exclut activement les fragments d'albumine de toutes tailles.
Pour les molécules d'appât, Luchini et ses collègues ont commencé avec quelques molécules de colorant que les biochimistes ont utilisées comme agents de liaison aux protéines et inhibiteurs des interactions protéine-protéine dans des expériences de chromatographie. A partir des structures chimiques de ces molécules, les chercheurs ont créé un ensemble de colorants qu'ils pourraient ensuite réagir avec leurs nanoparticules d'hydrogel noyau-enveloppe. Ils mélangent ensuite les nanoparticules résultantes avec un fluide biologique - sang total, urine, et suer, par exemple - et incubé pendant 15 minutes. Les particules sont collectées à l'aide d'une centrifugeuse, et les protéines capturées sont lavées pour analyse à l'aide d'un ensemble de tampons.
L'équipe de Luchini a montré que les nanoparticules permettaient un 10, Amplification efficace de 000 fois des niveaux de protéines dans le liquide de lavage par rapport à leur concentration dans le sang. Par conséquent, ils ont pu utiliser la spectrométrie de masse pour identifier une variété de protéines qui étaient auparavant indétectables dans le sang en utilisant tout type de méthode qui serait cliniquement utile.
Ce travail, qui a été soutenu en partie par l'Institut national du cancer, est détaillé dans un article intitulé, "Nanoparticules multifonctionnelles Core-Shell :découverte de biomarqueurs auparavant invisibles." Des chercheurs de l'Université de Stockholm en Suède, l'Instituto Superiore di Sanità de Rome, Italie, et l'Université de Turin en Italie ont également participé à cette étude.
