Traditsioonilised genoomilised, proteoomilised ja muud sõeluuringumeetodid, mida praegu ravimimehhanismide iseloomustamiseks kasutatakse, on aeganõudvad ja nõuavad spetsiaalset varustust, kuid nüüd pakuvad Massachusettsi ülikooli Amhersti teadlased eesotsas keemiku Vincent Rotelloga mitme kanaliga andurimeetodit kulla nanoosakesed, mis suudavad minutitega täpselt profileerida erinevaid vähivastaseid ravimeid ja nende mehhanisme.
Nagu Rotello ja tema doktorant Le Ngoc, üks juhtivaid autoreid, selgitavad, et mis tahes haiguse jaoks uue ravimi avastamiseks peavad teadlased uurima miljardeid ühendeid, mis võib kesta kuid. Nad lisavad, et üks lisavõtmeid uue ravimi turule toomisel on selle toimimise ja keemilise mehhanismi kindlakstegemine. "Ravimimehhanismi kiire kindlaksmääramine lihtsustaks oluliselt ravimite avastamise protsessi, avades uute ravimite torujuhtme," ütleb Ngoc.
Ta lisab: "Erinevate mehhanismidega ravimid põhjustavad muutusi rakkude pinnal, mida saab uue andurisüsteemi abil välja lugeda. Leidsime, et iga ravimimehhanism genereeris ainulaadse mustri ja kasutasime neid rakupinna erinevusi kiiresti profileerida erinevaid ravimimehhanisme." Selle töö üksikasjad ilmuvad Nature Nanotechnology praeguses numbris.
Uimastite sõeluuringu kiirendamiseks töötas uurimisrühm, kuhu lisaks keemikutele kuuluvad UMass Amhersti kognitiivteadlane ja Londoni Imperial College'i materjaliteadlane, välja uue, signatuuripõhise lähenemisviisi, kasutades kulla nanoosakeste andurisüsteemi. ja kolm värvi järgi erinev alt märgistatud valku: sinine, roheline ja punane. Autorid märgivad, et konstrueeritud nanoosakeste ja kolme fluorestseeruva valgu kasutamine annab "kolme kanaliga anduri, mida saab treenida tuvastama peeneid muutusi rakupinna omadustes".
Uimastitest põhjustatud rakupinna muutused käivitavad erinevad fluorestseeruvate valkude komplektid, mis lülituvad koos sisse, pakkudes mustreid, mis tuvastavad spetsiifilisi rakusurma mehhanisme. Uus nanosensor on üldistatav erinevatele rakutüüpidele ega vaja enne analüüsi töötlemisetappe. Seega pakub see lihtsat ja tõhusat viisi ravimite avastamise, toksikoloogia ja rakupõhise tuvastamise alaste uurimistööde kiirendamiseks, lisavad teadlased.
Mõned signatuuripõhised ravimite sõelumised traditsiooniliste biomarkerite abil on tänapäeval olemas, kuid see nõuab mitmeastmelist rakkude töötlemist ja spetsiaalseid seadmeid, mis piirab selle kasulikkust, juhivad tähelepanu autorid. Rotello ja tema kolleegid lahendavad oma kolme kanaliga kullast nanoosakeste anduriplatvormiga need väljakutsed ja suurendavad täpsust. Lisaks ütlevad nad: "teaberikas väljund võimaldab määrata kemoterapeutilise mehhanismi ühe mõõtmise põhjal, pakkudes vastuseid palju kiiremini (minutites) kui praegused meetodid, kasutades standardseid laboriseadmeid."
Ngoc ütleb, et sellel leiutisel võib olla oluline potentsiaalne mõju ravimite avastamise torujuhtmele. "Andur ei suuda mitte ainult profileerida üksikute ravimite mehhanisme, vaid ka määrata ravimisegude mehhanisme, st ravimite "kokteile", mis on paljude ravimeetoditega esilekerkiv tööriist," lisab ta.
Rotello rõhutab: "Kuigi meil on korralikud teadmised üksikute ravimite kohta, on meil veel palju õppida kombineeritud ravi mehhanismide kohta. Lisaks ravimite sõeluuringule on selle võimaldava tehnoloogia lihtsus ja kiirus lubadus kiirendab oluliselt tõhusate vähiravimeetodite otsimist ja annab sammu edasi sellistes valdkondades nagu toksikoloogia, kus tuleb hinnata tuhandete liigitamata kemikaalide ohutust.
Teadlased juhivad tähelepanu sellele, et nende uus andurisüsteem pakub "potentsiaalset teed toksikoloogia vallas, pakkudes elujõulist meetodit kümnete tuhandete kaubanduslike kemikaalide klassifitseerimiseks, mille kohta andmed puuduvad."
