p A grande visão de Fabien Pinaud para o tratamento do câncer atinge o menor dos alvos. p Junto com uma equipe de cientistas, ele criou uma nova nano-sonda híbrida que poderia levar à detecção não invasiva e ao tratamento da doença em uma única célula.

p Pinaud, professor assistente de ciências biológicas, química e física e astronomia na USC Dornsife, desenvolveu um método para amplificar um sinal bioquímico na superfície das células cancerosas.

p A nova técnica liga e monta nanopartículas de ouro em células vivas usando dois fragmentos de uma proteína fluorescente como "cola molecular". Essas minúsculas sondas agem como amplificadores, aumentando a capacidade dos pesquisadores de detectar biomarcadores distintos - coisas como proteínas superexpressas ou mutadas - encontrados em células cancerosas.

p O sinal reforçado permite aos cientistas distinguir células cancerosas de células saudáveis ​​por meio do uso da espectroscopia Raman - uma técnica de imagem a laser especializada.

p "Nossa abordagem aproveita o fato de termos duas nanopartículas diferentes que, por conta deles, não estão ativos, mas que se tornam ativos quando se agrupam nas células cancerosas, "disse Pinaud, investigador principal do Single Molecule Biophotonics Group e co-autor de um estudo relacionado, publicado em 9 de fevereiro em Nature Communications .

p Direto no alvo

p O uso de conjuntos de "cola molecular" para projetar novas nanossondas é uma prática comum na pesquisa biomédica hoje, mas a maioria dos cientistas os constrói com DNA em vez de proteína. Enquanto sondas ópticas promissoras estão sendo geradas usando conjuntos de DNA em tubos de ensaio, O DNA não é um adesivo prático em células vivas. As proteínas geralmente são melhores.

p Pinaud e sua equipe começam com uma proteína fluorescente, um que brilha quando a luz ultravioleta azul incide sobre ele. A proteína fluorescente é dividida em dois fragmentos e cada pedaço é anexado a um conjunto de nanopartículas de ouro. Ambos os conjuntos de nanopartículas se concentram nas células e se ligam especificamente a biomarcadores na superfície celular. À medida que as nanopartículas colidem com uma célula cancerosa, os fragmentos de proteína naturalmente se reagrupam em toda a proteína fluorescente.

p O processo de reestruturação oferece duas vantagens. Primeiro, a ativação de um novo sinal bioquímico na proteína fluorescente é massivamente amplificado pelas nanopartículas, que permite a detecção por imagem Raman.

p Segundo, calor e ultrassons são produzidos quando o laser atinge as nanopartículas, e isso pode ser medido com detectores de ultrassom. Este efeito duplo fornece alta confiança de que uma célula detectada é realmente cancerosa e não um sinal falso-positivo de uma célula saudável.

p Os cientistas vão explorar a seguir a possibilidade de destruir células cancerosas individuais, enquanto deixa as células saudáveis ​​ilesas, usando o laser para aquecer as nanopartículas. "Ir da imagem para matar células é apenas girar o botão do laser que você usa, "Pinaud disse.

p Curiosidade alimenta convergência

p Pinaud conduziu a pesquisa com seu ex-aluno de graduação e coautor, Tuğba Köker, Ph.D. Tendo se formado como biólogo na Turquia, Köker leu um artigo publicado pela Pinaud em 2011 que lançou as bases para essa pesquisa de proteína fluorescente. Ela mandou um e-mail para ele sobre a possibilidade de trabalharem juntos no projeto como parte de seus estudos de pós-graduação.

p "Eu estava no avião na próxima semana, "Köker disse.

p Ela se lembra do dia em que recebeu as primeiras imagens de laboratório mostrando o sucesso de seu experimento. "Não pude acreditar. Foi o momento de descoberta."

p Enquanto Pinaud estava animado, ela disse que ele também estava cético. "É assim que Fabien é. Ele sempre quer mais certezas."