Новые наночастицы, используемые для обнаружения чрезмерного рубца ран

Совместная команда исследователей из Технологического университета Наньян, Сингапур (NTU Singapore) и Северо-западного университета в Соединенных Штатах разработала новый метод, чтобы определить, образуются ли тяжелые раневые рубцы, и дать врачам возможность проверьте.

Авторы: NTU Singapore

Клиницистам в настоящее время трудно предсказать, как появятся шрамы после операции или после ожоговой раны, без использования инвазивных тестов.

Исследовательская группа использовала новые наночастицы у животных и образцы кожи человека, чтобы продемонстрировать потенциал для быстрого и точного прогнозирования того, может ли рана привести к чрезмерному рубцеванию, как это происходит в контрактурах кожи и келоидах.

В случае необходимости врачи могут принимать обычные профилактические меры для уменьшения образования рубцов, например, используя кремниевые листы для обеспечения плоской и влажной раны.

Только в развитых странах около 100 миллионов пациентов будут разводить шрамы каждый год, связанные с 80 миллионами операций на выборных и травматологических операциях. В Сингапуре примерно 400 000 человек (1 из 12 человек, проходящих процедуры) каждый год разражаются шрамами из-за операции.

Чрезмерное рубцевание может сильно повлиять на качество жизни пациента, как психологически, так и физически, поскольку шрамы могут препятствовать активности и движению и могут быть болезненными, когда они напряжены.

Новый метод был сформулирован командой во главе с доцентом Сюй Чэньцзе из Школы химической и биомедицинской инженерии НТУ, профессором нанонауки профессором Чадом А Миркином из Северо-западного университета, США, и доктором Эми С Паллером, кафедрой дерматологии на Северо-Западе Медицинская школа медицины Фейнберга

Как это работает

Новая методика обнаружения, опубликованная в прошлом месяце в журнале Nature Biomedical Engineering, использует многочисленные наночастицы, известные как NanoFlares, которые имеют пряди ДНК, прикрепленные к их поверхностям подобно шару шипов.

Эти наночастицы можно наносить на закрытые раны с использованием крема. После того, как наночастицы вошли в клетки кожи в течение 24 часов, карманный флуоресцентный микроскоп используется для обнаружения сигналов, излучаемых взаимодействием наночастиц с целевыми биомаркерами внутри клеток кожи.

Если обнаружены сигналы флуоресценции, они указывают на ненормальную активность рубцов, и можно предпринять профилактические шаги, чтобы надеяться избежать глубоких рубцов.

Метод безболезненного обнаружения

В настоящее время, помимо визуального осмотра зрелых шрамов, единственным другим инструментом для точного выявления кожных заболеваний является проведение биопсии, где образец ткани кожи извлекается и переносится в лабораторию для тестирования.

Эти биопсии могут быть болезненными и трудными для пациентов, поскольку открытая рана также привлекает инфекции и требует швов, которые необходимо удалить позже.

Помощник профессора Сюй Чэньцзе сказал: « Когда наши биоинженерные наночастицы наносятся на кожу, они проникают на поверхность до 2 мм ниже поверхности кожи и попадают в шрам-клетки».

. После связывания с определенным сигнальным геном, выпущенным рубцовыми клетками, меньшие шипы ДНК выбиваются и освещаются под микроскопом, как маленькие вспышки света. Чем больше вспышек мы видим, тем больше наблюдается образование рубцов.

Доцент Сюй Чэньцзе

Эти нанофлары сделаны путем покрытия запатентованных золотых наночастиц Северо-западного мира мельчайшими нитями ДНК, нацеленными на определенные гены. Он показал незначительные побочные эффекты или токсичность при тестировании на кроликах, мышах и на образцах кожи человека.

Д-р Amy S Paller, который также является директором Исследовательского центра по изучению заболеваний кожи в Северо-западном университете, сказал: « Помимо клинического наблюдения, золотой стандарт как для клинического диагноза, так и для трансляционного исследования кожных заболеваний является биопсией»

Эта технология является захватывающим первым шагом на пути к неинвазивному способу обнаружения увеличения или уменьшения экспрессии генов. NanoFlares может оказаться новым инструментом для облегчения субфенотипирования болезни на основе моделей экспрессии и использования изменений экспрессии генов в качестве чувствительного способа обнаружения ранних ответов на лечение.

Д-р Amy S Paller, Director, Skin Исследование болезней Центр, Северо-западный университет

Д-р Хонг Лян Тей, дерматолог и руководитель исследования National Skin Center, Сингапур, который не участвует в этом исследовании, сказал: « Эта технология (NanoFlares), которая может обеспечить неинвазивную биопсию для разных типов кожная болезнь, может потенциально быть очень полезной в клинической практике, и ее применение, безусловно, должно быть дополнительно изучено ».

NanoFlares были сформированы после двух лет исследований совместной команды, в которую вошли научные сотрудники NTU д-р Дэвид Йео и д-р Кристиан Вираджа, которые проводили лабораторные эксперименты.

Будущие приложения

В других недавно опубликованных или принятых рецензируемых журнальных статьях, например, в комментариях к технологии SLAS, д-р Yeo далее объясняет возможные применения NanoFlares для других кожных заболеваний, таких как рак кожи, поскольку последовательности ДНК на наночастицах являются взаимозаменяемыми.

Этот новый метод может быть дополнительным инструментом для отслеживания и изучения других кожных заболеваний, которые обычно сильно зависят от биопсий для обнаружения.

Теперь, когда NanoFlares созданы, чтобы иметь возможность связываться с целевым биомаркером и предлагают легкое визуальное обнаружение, теоретически различные спайки ДНК могут быть спроектированы так, чтобы нацеливать биомаркеры, обильные на другие распространенные кожные заболевания.

Исследователи подали заявку на патент, основанную на этой технологии, с помощью инновационного и коммерческого подразделения NTU, NTUitive, и нацелены на лицензию на технологию для коммерциализации.

Source link