Des chercheurs du département de biologie du cancer de l'UC collaborent avec des scientifiques des matériaux de l'Université de Houston pour créer et utiliser des nanotubes pour capturer et comprendre la régulation des protéines impliquées dans diverses maladies, y compris certains cancers, maladies cardiovasculaires et obésité.
Une étude récente, publié dans l'American Chemical Society Matériaux appliqués et interfaces journal, ont montré que les nanotubes de titane cultivés sur un fil métallique à base de titane offraient une efficacité pour l'enrichissement des phosphopeptides, le mécanisme de régulation clé derrière les fonctions biologiques et cellulaires normales, et étaient plus faciles à utiliser, ce qui pourrait signifier des coûts inférieurs et une utilisation plus pratique du matériel dans les études scientifiques.
"La phosphorylation des protéines est un mécanisme de régulation central des fonctions au sein des cellules normales et des processus biologiques dans le corps, tandis que la perturbation de la phosphorylation peut conduire à l'initiation d'une variété de maladies, notamment cardiovasculaires, neurologique, endocrinien et cancer, " dit Ken Greis, Doctorat, professeur agrégé au Département de biologie du cancer, membre de l'UC Cancer Institute et du Cincinnati Cancer Center et co-auteur de l'étude.
« Les études visant à comprendre la dynamique de la phosphorylation sont devenues au premier plan de la recherche biologique alors que la communauté des chercheurs tente de comprendre les mécanismes cellulaires sous-jacents de la maladie dans le but de fournir de nouvelles cibles pour une intervention thérapeutique.
Greis dit que l'étude de la phosphorylation cellulaire des protéines (ou phosphoprotéomique) se fait généralement en séparant et en catégorisant les protéines par chromatographie liquide et spectrométrie de masse. Un enrichissement par ajout de matériaux métalliques est nécessaire pour aider à cette séparation.
« Les particules d'oxyde de titane mésoporeux sont largement utilisées pour l'enrichissement en phosphopeptides, mais elles sont chères et offrent des possibilités très limitées d'amélioration de la fonction, " poursuit-il. " Les nanotubes de dioxyde de titane (communément appelés oxyde de titane) cultivés sur du fil de titane ont montré des caractéristiques prometteuses pour la séparation des phosphopeptides. Dans cette étude, nous évaluons l'efficacité des nanotubes sur du fil de titane pour la recherche en phosphoprotéomique."
Les chercheurs ont utilisé des nanotubes de titane à base de fil de titane et ont comparé les résultats lorsque des particules commerciales ont été utilisées sur un ensemble de phosphopeptides standards connus, puis sur des centaines de phoshophopeptides dérivés de tissu hépatique animal.
"Nos études ont révélé que les nanotubes de titane sur fil métallique offrent une efficacité comparable pour l'enrichissement des phosphopeptides et une utilisation plus facile par rapport aux particules. Cela pourrait réduire les coûts et être une méthode plus efficace pour les études futures, " dit Greis. " La possibilité de faire varier la longueur et la taille des nanotubes ouvre également la porte au développement ultérieur de la technologie d'enrichissement. Il s'agit vraiment d'une collaboration passionnante qui met également en évidence les avantages des interactions scientifiques entre les disciplines.
"Cette interaction a été initiée par une discussion entre les post-doctorants des deux institutions et s'est transformée en une collaboration fructueuse avec le professeur Oomman Varghese, qui est un expert de premier plan en technologies, générer et développer des nanotubes de titane à utiliser comme capteurs chimiques et pour les technologies de conversion de l'énergie solaire à l'Université de Houston. Maintenant, nous combinons notre expertise pour concevoir et tester de nouveaux matériaux d'enrichissement afin d'améliorer davantage notre compréhension des changements de phosphorylation dans la maladie afin de nous aider dans la lutte contre le cancer et d'autres maladies. C'est très prometteur."
