Pesquisadores da Purdue criaram uma maneira de capturar os detalhes mais delicados de processos celulares complexos, usando partículas sintéticas minúsculos conhecidos como dendrímeros,
uma tecnologia que poderia levar a um tratamento mais direcionado para o câncer.
Um entendimento preciso de como as células engolir pequenas partículas, um processo conhecido como endocitose, poderia ajudar os pesquisadores a melhorar a entrega de drogas e revelar os mecanismos de vírus. Mas as partículas "comido" pelas células e as proteínas que controlam as vias de entrada celulares são muito pouco para as tecnologias convencionais de detectar.
W. Andy Tao, professor de bioquímica, e seus colaboradores desenvolveram um método que envia dendrímeros em células de rastrear, capturar e isolar as proteínas que regulam o processo de internalização celular, identificar 809 proteínas envolvidas nas vias de entrada célula.
A tecnologia, conhecida como Tracing Internalização e tráfico de Nanomateriais ou TITAN ", nos ajuda a entender como as células internalizar partículas extracelulares e como eles se movem estas partículas ao redor", disse Tao. "Isto é tudo, informações valiosas útil para o futuro à medida que tentamos interromper esses processos para manter as coisas prejudiciais, como vírus fora ou trabalhar com os processos para entregar uma droga útil."
Dendrímeros nanopartículas são simetricamente ramificados, semelhante em tamanho às proteínas que ocorrem naturalmente. Significado molécula "tree-like", pequeno tamanho e estrutura de um dendrímero torná-lo um mensageiro ideal para o transporte de uma variedade de moléculas através de seus muitos ramos em uma célula. Um dos papéis mais valiosos de dendrímeros é alvo de entrega de drogas para doenças como o câncer. Dendrímeros pode entregar seletivamente remédio para células cancerosas ao contrário da quimioterapia, que destrói as células saudáveis e cancerosas iguais.
Tao ea equipe quimicamente modificados os dendrímeros antes de enviá-los em células com um marcador fluorescente que faria os dendrímeros mais fácil de detectar quando viajavam dentro da célula; um reagente de crosslinking fotoreactivo que permitiria dendrímeros para anexar a proteínas sob radiação UV; e um "lidar" com o qual pesquisadores poderão pescar os dendrímeros do resto do material celular.
Quando os pesquisadores as células irradiadas, os dendrímeros dentro agarrou todas as proteínas em seus arredores, fornecendo em tempo real, freeze-frame tiro de proteínas que regulam a endocitose. A equipe irradiado as células em três intervalos diferentes de tempo - 30 minutos, uma hora e duas horas.
"Vimos moléculas diferentes em cada ponto de tempo que nos disse onde o dendrimer era e por que os mecanismos que foi entregue na célula", disse Tao. "Digamos que você levou para Wal-Mart, mas em vez de me quais as estradas que viajaram dizendo, você tirou fotos de edifícios e monumentos em diferentes momentos ao longo do caminho. Essas imagens me dirá quais as estradas que você tomou. Este é o mesmo método. "
Os investigadores usaram espectrometria de massa para isolar e identificar centenas de proteínas envolvidos em endocitose, confirmando que os mecanismos de muitos biólogos teorizam anteriormente.
Saber quais proteínas orientar endocitose e em que estágios poderia ajudar os pesquisadores a refinar a entrega da nanomedicina e possivelmente torná-lo mais móvel nas células, disse Tao.
"Nós podemos extrair uma grande quantidade de informações cruciais de TITAN", disse ele. "Esta é uma tecnologia de plataforma que se abre um novo caminho para estudar muitos processos biológicos de pequena escala na célula."
Algumas das aplicações potenciais de Titã incluir a determinação de como os vírus entrar e circular no interior das células, revelando como as células cancerosas se comunicam uns com os outros e ajudando pista onde nanopartículas acabar dentro da célula, uma característica que é relativamente desconhecido.
"Um monte de nanotecnologia está sendo desenvolvido, mas nós realmente não tenho idéia do que questões de segurança ou de toxicidade podem estar envolvidos", disse Tao. "Entender onde essas nanopartículas ir na célula e se degradar ao longo do tempo é importante TITAN pode acompanhar como as nanopartículas se mover na célula e se eles acabam no núcleo -. O que poderia ser um problema - ou em 'depósito de lixo da célula. '"
