doctorat l'étudiante Sally Yunsun Kim travaille sur l'appareil AFM-IR à la Faculté de pharmacie. Crédit :Louise Cooper/Université de Sydney
Des chercheurs de l'Université de Sydney ont mis au point une méthode pour identifier les nanoparticules individuelles libérées par les cellules humaines, en leur ouvrant la voie pour devenir des outils de diagnostic dans le dépistage précoce des cancers, démence et maladie rénale.
Les particules, appelées vésicules extracellulaires, ou VE, sont systématiquement libérés par les cellules et jouent un rôle central dans la communication cellulaire, partager des informations vitales telles que l'ADN, ARN et protéines.
"C'est vraiment à la pointe de notre connaissance du développement cellulaire, " a déclaré le professeur agrégé Wojciech Chrzanowski, co-auteur d'un nouvel article sur les véhicules électriques publié dans la Royal Society of Chemistry's Horizons à l'échelle nanométrique .
"Les véhicules électriques pourraient non seulement être utilisés pour identifier des pathologies cellulaires, mais parce qu'ils véhiculent des informations essentielles sur le développement cellulaire, nous pourrions les concevoir à des fins de réparation tissulaire. »
Le professeur agrégé Chrzanowski du Nano Institute de l'Université de Sydney et de la Faculté de pharmacie a déclaré que la capacité d'identifier des véhicules électriques individuels fournira des biomarqueurs pour diverses maladies telles que les cancers, cardiovasculaire, les maladies rénales et hépatiques ainsi que la démence et la sclérose en plaques.
Il a déclaré que cela permettrait également aux scientifiques de concevoir des véhicules électriques à utiliser dans la régénération des tissus et aiderait à ouvrir un nouveau chapitre dans les thérapies par cellules souches et la médecine régénérative.
"Le corps humain dirige naturellement les véhicules électriques des cellules souches vers les tissus endommagés pour les aider à les réparer. En exploitant ces connaissances, nous pourrions créer une nouvelle génération de thérapies cellulaires, " a déclaré le professeur agrégé Chrzanowski, qui est le leader thématique de l'industrie pour la santé et la médecine à Sydney Nano.
Comprendre la nature particulière des véhicules électriques est donc essentiel pour développer leur application diagnostique et thérapeutique. Par exemple, les cellules cancéreuses à un stade précoce libèrent des véhicules électriques qui indiquent la présence de tissus malins dans le corps.
L'étude des vésicules extracellulaires est un domaine relativement nouveau. Ce n'est qu'au cours de la dernière décennie que l'on sait que les cellules communiquent et transfèrent des informations moléculaires et génétiques à l'aide des véhicules électriques.
Image de microscopie à force atomique de vésicules extracellulaires, barre d'échelle à 200 nanomètres. Crédit :Université de Sydney
Le plein potentiel d'exploiter ces connaissances à des fins biomédicales a été entravé en raison des difficultés à établir la nature hétérogène des populations de véhicules électriques. Jusqu'à maintenant, ils n'ont été analysés que comme des populations à grande échelle avec une sensibilité insuffisante.
Auteur principal de l'article, doctorante Sally Yunsun Kim, a déclaré : « Pour libérer le véritable potentiel des véhicules électriques, ce qui est nécessaire, c'est une nouvelle approche pour définir sans équivoque les différences à l'échelle nanométrique à un seul niveau de VE - et c'est ce que nous avons fait."
C'est parce que c'est la nature individuelle des véhicules électriques tels que libérés par les cellules - affectées par la morphologie cellulaire, la génétique et l'environnement - qui leur donnent leur pouvoir dans la réparation des tissus humains.
Mme Kim, Le professeur agrégé Chrzanowski et son équipe ont développé un moyen d'identifier les nanostructures individuelles des véhicules électriques, grâce à l'examen de cellules souches placentaires humaines fournies par le co-auteur, le Dr Bill Kalionis du Royal Women's Hospital de Melbourne.
Dans le Horizons à l'échelle nanométrique article, l'équipe détaille une nouvelle méthode pour identifier la composition à l'échelle nanométrique des véhicules électriques à l'aide de la "spectroscopie infrarouge au microscope à force atomique à résonance améliorée" (AFM-IR).
Il s'agit d'isoler les VE singuliers, en les agitant thermiquement, puis en lisant le signal particulier ou "l'empreinte digitale" de cette activité thermique à l'aide d'un détecteur de 20 nanomètres de large.
Mme Kim, a déclaré :« Nous pouvons le faire en utilisant de petites quantités de matériel humain, tels que des échantillons de sang ou d'urine. Lorsque les cellules créent des véhicules électriques, elles se propagent dans tout le corps. »
Le professeur agrégé Chrzanowski a déclaré que cette capacité à déterminer la nature particulière des véhicules électriques permettra également aux scientifiques de poursuivre la recherche fondamentale sur comment et pourquoi les véhicules électriques sont créés par les cellules.
« Il s'agit d'un domaine nouveau et passionnant pour la recherche biomédicale. Et l'Australie joue un rôle de premier plan dans ce domaine, " a déclaré le professeur agrégé Chrzanowski, qui est co-organisateur d'une conférence internationale sur les vésicules extracellulaires qui aura lieu à Sydney en novembre.
« Les meilleures personnes au monde seront ici pour partager leurs connaissances dans un domaine si prometteur pour les traitements biomédicaux, " il a dit.
