Un ‘băț’ strălucitor care detectează cancerul?

Chemiluminiscența, sau lumina chimică, este principiul care stă la baza bețelor strălucitoare (cunoscute și sub numele de bastoane ușoare) utilizate la concertele rock și ca instrumente rapide pentru a apuca atunci când energia electrică se stinge. Dar pot fi utilizate și pentru diagnosticarea bolilor prin identificarea concentrațiilor de probe biologice. Un nou mecanism dezvoltat de cercetătorii Universității Tel Aviv produce o sondă chimiluminescentă rezistentă la apă de 3.000 de ori mai strălucitoare, cu o aplicație specială pentru diagnosticul medical și cancer.

Cercetarea a descoperit că reglarea structurii electronice a sondelor actuale îmbunătățește fluorescența lor inerentă. Acest lucru ar putea duce la invenția unui nou sistem cu o singură componentă cu multiple aplicații – inclusiv detectarea și măsurarea activității celulare care indică anumite patologii, cum ar fi cancerul. Studiul a fost publicat recent în ACS Central Science.

„Chemiluminiscența este considerată una dintre cele mai sensibile metode utilizate în testarea diagnosticului”, a spus prof. Doron Shabat de la Școala de Chimie a TAU, care a condus cercetarea. „Am dezvoltat o metodă pentru a pregăti compuși de înaltă eficiență care emit lumină la contactul cu o proteină sau o substanță chimică specifică. Acești compuși pot fi folosiți ca teste moleculare pentru a detecta celulele canceroase, printre alte aplicații.”

Cercetarea, realizată în colaborare cu Dr. Christoph Bauer de la Universitatea din Geneva, reparează un „glitch” cu pierderi de energie în sondele chimioluminiscente actuale. Majoritatea sistemelor folosesc un amestec dintr-o moleculă emitentă care detectează speciile de interes, și alte două ingrediente suplimentare – un fluorofor și o substanță asemănătoare săpunului numit agent tensioactiv – care amplifică semnalul la niveluri detectabile. Dar energia se pierde în procesul de transfer de la molecula emitentă în fluorofor, iar tensioactivii nu sunt biocompatibili.

“Ca chimisti sintetici, am știut sa legam structura si funcția”, a spus prof. Shabbat. “Adăugând doi atomi cheie, am creat o mulțime de sonde mai luminoase decât cele existente în prezent pe piață. În plus, această moleculă specială este potrivită pentru utilizarea directă în celule.”

Pe baza acestei molecule, cercetătorii au dezvoltat senzori pentru a detecta mai multe substanțe chimice relevante biologic. De asemenea, au folosit molecula chemiluminescentă pentru a măsura activitatea mai multor enzime și pentru a imagina celulele prin microscopie.

„Acest lucru ne oferă o metodologie puternică nouă, cu ajutorul căreia putem pregăti senzori de chemiluminescență extrem de eficienți pentru detectarea, imagistica și analiza diferitelor activități celulare”, a spus prof. Shabat. În prezent, cercetătorii explorează modalități de amplificare a chemiluminiscenței noilor sonde pentru imagistica in vivo.

Sursă articol: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170501131659.htm