Leleplezni a rákot

Az extracelluláris mátrixnak nevezett szerkezet változásainak nyomon követése további módszert adhat a kutatóknak a betegség előrehaladásának tanulmányozására. Ezeknek a változásoknak az észlelése azonban nehéz anélkül, hogy megsértenénk magát a megfigyelt struktúrát. A Purdue Egyetem mérnökei most olyan készüléket építettek, amely lehetővé teheti a betegséget kutató szakembereknek, hogy extracelluláris (sejten kívüli) mátrixmintát töltsenek be egy platformra, és észleljék annak merevségét a hanghullámok segítségével. 

Az eszközt leíró tanulmányt a Lab on a Chip (labor egyetlen chipen) folyóiratban tették közzé, és egy YouTube videón mutatják be a működését.

"A koncepció ugyanaz, mint amit a repülőgépek szárnyában használnak a sérülések ellenőrzése. Hanghullámot küldünk keresztül az anyagon, és a másik oldalon egy vevőn keresztül észleljük azt. A hullám terjedésének módja jelezheti, hogy került-e valamilyen sérülés vagy hiba az útjába, anélkül, hogy magát az anyagot befolyásolnánk"

- mondta el Rahim Rahimi, a Purdue Egyetem anyagmérnöki docense, akinek laboratóriumában innovatív anyagokat és orvosbiológiai eszközöket dolgoznak ki, az egészségügy kihívásainak kezelésére.

Minden szövetnek és szervnek megvan a saját egyedi extracelluláris mátrixa, hasonlóan ahhoz, hogy az utcai épületek szerkezete a céljuktól függően változik. Az extracelluláris mátrix "vezetékes," vagy szerkezeti és kémiai útmutatásokkal is rendelkezik, amelyek támogatják a mátrixban elhelyezkedő egyes sejtek közötti kommunikációt.

A környezet megmérésének érdekében a kutatók megkíséreltek nyújtást, vegyi anyagokat, vagy  összenyomást alkalmazni az extracelluláris mátrix mintáin, de ezek a módszerek hajlamosak voltak annak károsítására. 

Roncsolásmentes vizsgálatok

Rahimi csapata végül roncsolásmentes módszert fejlesztett ki annak vizsgálatára, hogy az extracelluláris mátrix hogyan reagál a betegségre, mérgező anyagokra vagy terápiás gyógyszerekre. A tanulmány kezdeti munkáját Sophie Lelièvre, a Purdue Egyetem rákfarmakológiai professzorának laboratóriumával együttműködve végezték annak meghatározása érdekében, hogy a kockázati tényezők hogyan befolyásolják az extracelluláris mátrixot és növelik az emlőrák kialakulásának kockázatát. Az elkészült eszköz egy "lab-on-a-chip" lett, amely egy adóhoz és vevőhöz van csatlakoztatva. 

Az extracelluláris mátrixot, a benne lévő sejtekkel egyetemben a platformra öntötték, majd az adó ultrahanghullámot generált, amely továbbterjedt az anyagon belül, és végül elindította a vevőt. A hasznos kimenet egy elektromos jel lett, amelynek jellemzői jelzik az extracelluláris mátrix merevségét. 

A kutatók először a koncepció bizonyítékaként mutatták be a készüléket  hidrogélben elhelyezett rákos sejteken, mely anyag-konzisztenciája hasonló az extracelluláris mátrixéhoz. A csapat most kollagén extracelluláris mátrixokon vizsgálja az eszköz pontos hatékonyságát. A készülék könnyen méretezhető, hogy sok mintát futtathassanak egyszerre, például egy tömbben. Ez lehetővé teheti a kutatók számára, hogy egyszerre vizsgálják meg ugyanazon betegség több különféle aspektusát.

(Forrás: Phys.org Képek: Unsplash)