Обнаружен естественный маркер рака

Согласно мнению биоинженеров, биомаркером рака могут служить естественно подсвеченные молекулы, которые есть во всех живых клетках организма.

NADH или никотинамид аденин динуклеотид — ключевой коэнзим (небелковая молекула, необходимая для функционирования фермента), содержащийся, главным образом, во внутренней мембране митохондрий.

Митохондрии называют энергетическими станциями клеток потому, что они питают биохимические реакции, которые вовлекают различные ферменты для производства ATP (аденозинтрифосфорная кислота, АТФ) — нуклеотида, молекулы которого выполняют в клетке функцию основного источника энергии для клеток. В случае заболевания или метаболического расстройства эти ферменты отказывают, в результате чего накапливается NADH.

«Дисфункциональные ферменты в митохондрии связаны с серьезными проблемами для здоровья, такими как рак и нейродегенеративные болезни», заявил Ахмед Хейкал, профессор биоинженерии из университета Пенсильвании. «Обнаруживая уровень NADH-коэнзима и его распределение в живых клетках, мы будем в состоянии контролировать митохондриальную активность, а значит и целостность любой клетки, не применяя ядовитые красители, которые разрушают клеточную структуру».

По словам ученого, одна из основных проблем в диагностировании рака — это способность отличить здоровые клетки от больных, особенно на ранних стадиях развития опухоли.

Чтобы определить разницу между ними, ученые использовали естественно освещенные молекулы NADH. Комбинируя спектроскопию и микроскопию, ученые смогут определить точную меру концентрации молекул-маркеров в клетках. Хейкал и аспирант биоинженерии Ю выяснили, что средняя концентрация NADH в клетках рака молочной железы вдвое больше, чем в здоровых.

«Если мы будем иметь две клетки, одну — здоровую, а другую — больную, то мы с уверенностью сможем обнаружить разницу между ними», сообщил Хейкал. «Нам впервые удалось количественно определить концентрацию NADH в злокачественных и здоровых клетках молочной железы».

Также ученые проверили количество молекул-маркеров в свободных и в связанных с другими ферментами клетках. Оно также разнится для здоровых и больных клеток.

«Мы поняли, что интенсивность свечения зависит не только от концентрации NADH, но и от структуры — свободной или энзимозависимой, а также от местоположения в клетке — в цитоплазме или в митохондрии», пояснил Хейкал. «Так как свободная молекула может вращаться быстрее, чем связанная с ферментами, нам удалось разработать технологию, названную отображением вращательного распространения, чтобы определить точную меру концентрации свободных и энзимозависимых молекул NADH вне зависимости от ее положения — в митохондрии или клеточной жидкости цитозоли».

Чтобы подтвердить, что изменения в химических реакциях по производству АТФ могут привести к увеличению молекул-маркеров, Хейкал и Ю подвергли здоровые клетки молочной железы воздействию цианистого калия. Количество NAD в этих клетках значительно возросло.


В ходе более ранних исследований ученые измеряли количество NADH в клетках с использованием обычных биохимических методов, которые требуют разрушения клеток. Но по словам Хейкала измерить концентрацию нужных молекул в мертвых клетках невозможно с точностью, необходимой для диагностического или клинического использования.

«Преимущество нашего неразрушительного подхода состоит в том, что местоположение NADH в клетке имеет отношение к ее функции выживания», объяснил Хейкал. «Когда клетка разрушается, становится невозможным определить, где именно молекулы находились в живой клетке и какую роль они играли».

Ученые утверждает, что измерение уровня маркеров в клетке без ее разрушения имеет потенциал для применения технологии в лечении болезней и назначении лекарства.

«Наша технология не ограничивается обнаружением раковых опухолей. Другие нейродегенеративные болезни, связанные с митохондриальными аномалиями, также могут быть обнаружены», сообщил Хейкал. «Также мы можем использовать новый подход для определения количественной эффективности новых лекарственных препаратов».

06.04.2009


Подписаться в Telegram



Здоровье

Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни

Нервная анорексия поражает как мужчин, та...

Cell: Выяснилось, почему из-за конфет и жвачки без сахара бывают газы
Cell: Выяснилось, почему из-за конфет и жвачки без сахара бывают газы

Исследователи из Калифорнийского универси...

ИВЛ может травмировать менее эластичные легкие недоношенных
ИВЛ может травмировать менее эластичные легкие недоношенных

Многие недоношенные дети нуждаются в меха...

Neuropsychologia: Как эмоции помогают людям с афазией подбирать слова
Neuropsychologia: Как эмоции помогают людям с афазией подбирать слова

Людям с афазией труднее придумать слова, ...

eGastroenterology: Точная медицина нейтрализует воспалительные болезни кишечника
eGastroenterology: Точная медицина нейтрализует воспалительные болезни кишечника

Распространенность воспалительных заболеваний ...

Virology: Ученые создали белок рецептора COVID в клетках мыши
Virology: Ученые создали белок рецептора COVID в клетках мыши

Группа ученых из Брукхейвенской националь...

Nucleic Acids Research: Ученые открыли ключевые этапы восстановления ДНК
Nucleic Acids Research: Ученые открыли ключевые этапы восстановления ДНК

Изучая социальную мобильность в современн...

Ученые нашли ген, отсутствие которого вызывает бесплодие
Ученые нашли ген, отсутствие которого вызывает бесплодие

Мыши, у которых отсутствует определенный ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как быстро отличить настоящее виски от подделки
Как быстро отличить настоящее виски от подделки

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса