Инженеры Массачусетского технологического института и Университета Калифорнии (Сан-Диего) разработали новый способ обнаружения рака, который распространился на печень, путем привлечения пробиотиков — полезных бактерий, подобных тем, которые содержатся в йогурте.
Многие виды рака толстой кишки, в том числе и поджелудочной железы, как правило, дают метастазы в печень.Чем раньше врачи могут найти эти опухоли, тем большая вероятность того, что они смогут успешно лечить пациента. Команда исследователей под руководством Sangeeta Bhatia использовала безвредный штамм кишечной палочки, который колонизирует печень и запрограммировала бактерии для производства люминесцентного сигнала, который может быть обнаружен с помощью простого анализа мочи.
Предыдущие исследования показали, что бактерии могут проникать и расти в окружение опухоли, где есть много питательных веществ. Ученые модифицировали безвредный штамм кишечной палочки Nissle 1917. В тестах на мышах исследователи обнаружили, что бактерии предоставленные животным в устной форме, не накапливаются в опухолях по всему телу, а предсказуемо сосредоточиваются в опухоли печени. «Мы предположили, что если имеется опухоль в печени, то они получат самую высокую дозу от пероральной доставки», говорит Bhatia.
В экспериментах на грызунах с раком толстой кишки, который распространился на печень, пробиотические бактерии колонизировали почти 90 процентов метастатических опухолей. Животные, которым давали инженерные бактерии, не показали каких-либо вредных побочных эффектов. Исследователи сосредоточились на печени не только потому, что она является естественным объектом для этих бактерий, но также потому, что изображения этого органа трудно получить с помощью традиционных методов визуализации, КТ или магнитно-резонансной томографии (МРТ), что затрудняет диагностирование метастатических опухолей.
Команда исследователей Сеульского национального университета создала первые квантовые точки, которые испускают ультрафиолетовый свет и использовала их, чтобы сделать гибкий, светоизлучающий диод.
По мнению южнокорейских ученых, при дальнейшем усовершенствовании технологии, дешевые УФ светодиоды могут найти применение в выявлении фальшивых денег, стерилизации воды и промышленных приложениях. Ультрафиолетовый свет, как правило, получают от ртутных ламп или светодиодов, изготовленных из неорганических материалов, таких как нитрид галлия.Но ртутные лампы, как правило, выделяют широкий диапазон длин волн видимого света, в дополнение к УФ, в то время как светодиоды из высокопроизводительные нитрида галлия дороги в производстве.
Как пояснил один из разработчиков Changhee Lee, квантовые точки могут быть привлекательной альтернативой. Контролируя размер и форму этих нанокристаллов, сделанных из полупроводникового материала, исследователи могут точно задать длину волны света, который излучают квантовые точки.К тому же, светодиоды из квантовых точек могут быть сделаны с использованием менее дорогостоящих процессов.
Однако до сих пор инженерам не удалось сделать квантовые точки, которые испускают длины волн короче 400 нм. Группа Lee решила выяснить, как сделать квантовые точки со светоизлучающими ядрами меньше 3 нм в диаметре. Ученее использовали CdZnS– кадмий сульфида цинка, соединение, который излучает высокочастотный свет. Они вырастили 3-нм кристаллы CdZnS в растворе и покрыли нанокристаллы оболочкой, которая не только защищала их от поверхностных загрязнений, но и сжимала. Во время процесса нанесения покрытия, кадмий мигрирует в оболочку, из-за чего происходит сжатие диаметра сердцевины до 2,5 нм и смещение излучаемого света в синий.
Lee говорит, что полученные квантовые точки выделяют УФ-излучение, примерно в 377 нм.«Мы можем использовать более короткие длины волн, чем ожидается от квантовых точек». Изобретатели отметили, что эти, первые в их роде, УФ квантовые точки, не достаточно стабильны для коммерческого использования, Группа в настоящее время работает над дальнейшим совершенствованием технологии, чтобы сделать их ярче и увеличить срока службы материалов.