Написано AZoNano 23 марта 2020 года ]

Усиление структуры, которая окружает клетки человека, может обозначать вторжение рака в другие части тканей, точно так же, как взломанный замок показывает, что кто-то вторгся в здание.

Отслеживание изменений, которые происходят в этой структуре, известной как внеклеточный матрикс, предложит ученым еще один способ анализа развития рака. Однако трудно обнаружить изменения, которые происходят во внеклеточном матриксе, не повреждая его.

Теперь инженеры из Университета Пердью разработали новое устройство, которое позволило бы специалистам по болезням поместить образец внеклеточного матрикса на платформу и определить его жесткость с помощью звуковых волн.

Устройство было продемонстрировано в видео на YouTube и проиллюстрировано в исследовании, опубликованном в журнале Lab on a Chip .

Это та же концепция, что и проверка на повреждение крыла самолета. Есть звуковая волна, распространяющаяся через материал и приемник с другой стороны. Способ распространения волны может указывать на наличие какого-либо повреждения или дефекта без воздействия на сам материал .

Рахим Рахими, доцент, Школа материаловедения, Университет Пердью

Лаборатория Рахими создает новые биомедицинские устройства и материалы для решения проблем, связанных со здравоохранением.

Уникальный внеклеточный матрикс связан с каждым органом и тканью, так же, как уличные здания различаются по структуре в зависимости от их назначения. Аналогично, внеклеточный матрикс поставляется с «наземными линиями», или химическими и структурными сигналами, которые способствуют коммуникации между отдельными клетками, размещенными в матрице.

Хотя ученые пытались сжимать, растягивать или применять химические вещества к образцам внеклеточного матрикса для количественного определения этой среды, эти методы также могут влиять на внеклеточный матрикс.

Исследовательская группа Рахими в конечном итоге разработала неразрушающий способ анализа реакции внеклеточного матрикса на терапевтические препараты, заболевания или вредные вещества. Для этого исследования была проведена предварительная работа совместно с лабораторией Софи Лельвр, профессора фармакологии рака в Университете Пердью, чтобы выяснить, как факторы риска влияют на внеклеточный матрикс и как они повышают риск развития молочной железы. рак.

Устройство «лаборатория на кристалле» связано с приемником и передатчиком. Как только внеклеточный матрикс и содержащиеся в нем клетки выливаются на платформу, передатчик создает ультразвуковую волну, которая проходит через материал и впоследствии активирует приемник. Результатом является электрический сигнал, который обозначает жесткость внеклеточного матрикса.

Ученые первоначально показали новое устройство как доказательство концепции раковых клеток, содержащихся в гидрогеле. Гидрогель представляет собой материал, который имеет консистенцию, аналогичную внеклеточной матрице. В настоящее время ученые анализируют эффективность устройства на внеклеточных матрицах коллагена.

Рахими заявил, что новое устройство может быть легко улучшено для одновременного запуска нескольких выборок, например, в массиве. Это позволило бы ученым одновременно взглянуть на многие различные аспекты заболевания.

Исследование было проведено в Центре нанотехнологий им. Бирка в Парка открытий Университета Пердью и финансировалось Программой исследований рака молочной железы, направленной на Конгресс Программой медицинских исследований (грант W81XWH-17-1-0250).

Усиление структуры, окружающей клетки в организме человека, может указывать на то, что рак проникает в другие ткани. Возможность отслеживать изменения в этой структуре, называемой внеклеточным матриксом, даст исследователям еще один способ изучения прогрессирования заболевания. Автор видео: Университет Пердью / Эрин Истерлинг.

Источник: https://www.purdue.edu/