Ph.D. a aluna Sally Yunsun Kim trabalha no dispositivo AFM-IR na Faculdade de Farmácia. Crédito:Louise Cooper / University of Sydney
Pesquisadores da Universidade de Sydney estabeleceram um método para identificar nanopartículas individuais liberadas por células humanas, abrindo o caminho para que eles se tornem ferramentas de diagnóstico na detecção precoce de cânceres, demência e doença renal.
As partículas, conhecido como vesículas extracelulares, ou EVs, são rotineiramente liberados pelas células e desempenham um papel central na comunicação celular, compartilhar informações vitais, como DNA, RNA e proteínas.
"Isso realmente é o que há de mais moderno em nosso conhecimento sobre o desenvolvimento celular, "disse o Professor Associado Wojciech Chrzanowski, co-autor de um novo artigo sobre EVs publicado na Royal Society of Chemistry's Horizontes em nanoescala .
"Os EVs não só poderiam ser usados para identificar patologias celulares, mas porque carregam informações essenciais sobre o desenvolvimento celular, poderíamos projetá-los para fins de reparo de tecidos. "
O professor associado Chrzanowski da University of Sydney Nano Institute e da Faculdade de Farmácia disse que a capacidade de identificar EVs individuais fornecerá biomarcadores para diversas doenças, como câncer, cardiovascular, doenças renais e hepáticas, bem como demência e esclerose múltipla.
Ele disse que também permitirá aos cientistas projetar EVs para uso na regeneração de tecidos e ajudar a iniciar um novo capítulo em terapias com células-tronco e medicina regenerativa.
"O corpo humano direciona naturalmente os EVs das células-tronco para o tecido danificado para auxiliar no seu reparo. Aproveitando esse conhecimento, poderíamos criar uma nova geração de terapias celulares, "disse o Professor Associado Chrzanowski, que é o líder do tema da indústria para Saúde e Medicina em Sydney Nano.
Compreender a natureza particular dos VEs é, portanto, essencial para o desenvolvimento de sua aplicação para diagnóstico e terapêutica. Por exemplo, células cancerosas em estágio inicial liberam EVs que indicam a presença de tecido maligno no corpo.
O estudo das vesículas extracelulares é um campo relativamente novo. Somente na última década se soube que as células se comunicam e transferem informações moleculares e genéticas usando EVs.
Imagem de microscopia de força atômica de vesículas extracelulares, barra de escala a 200 nanômetros. Crédito:Universidade de Sydney
O potencial total para aproveitar esse conhecimento para uso biomédico foi prejudicado devido às dificuldades em estabelecer a natureza heterogênea das populações de EV. Até agora, eles só foram analisados como populações em grande escala com sensibilidade insuficiente.
Autor principal do artigo, candidato ao doutorado Sally Yunsun Kim, disse:"Para desbloquear o verdadeiro potencial dos EVs, o que é necessário é uma nova abordagem para definir inequivocamente as diferenças em nanoescala em um único nível de EV - e isso é o que fizemos. "
Isso ocorre porque é a natureza individual dos EVs liberados pelas células - afetados pela morfologia celular, genética e meio ambiente - que lhes dão sua agência no reparo de tecidos humanos.
Sra. Kim, O professor associado Chrzanowski e sua equipe desenvolveram uma maneira de identificar nanoestruturas EV individuais, por meio do exame de células-tronco da placenta humana fornecidas pelo co-autor, Dr. Bill Kalionis, do Royal Women's Hospital de Melbourne.
No Horizontes em nanoescala Em papel, a equipe detalha um novo método para identificar a composição em nanoescala de EVs usando "espectroscopia infravermelha de microscópio de força atômica com ressonância aprimorada" (AFM-IR).
Isso envolve isolar EVs singulares, agitando-os termicamente e, em seguida, lendo o sinal específico ou 'impressão digital' dessa atividade térmica usando um detector de 20 nanômetros de largura.
Sra. Kim, disse:"Podemos fazer isso usando pequenas quantidades de material humano, como amostras de sangue ou urina. Quando as células criam EVs, elas se espalham por todo o corpo. "
O professor associado Chrzanowski disse que essa capacidade de determinar a natureza particular dos EVs também permitirá que os cientistas continuem a pesquisa fundamental sobre como e por que os EVs são criados pelas células.
"Este é um campo novo e estimulante para a pesquisa biomédica. E a Austrália está desempenhando um papel de liderança nesta área, "disse o Professor Associado Chrzanowski, que é co-organizador de uma conferência internacional sobre vesículas extracelulares que acontecerá em Sydney em novembro.
“As melhores pessoas do mundo estarão aqui compartilhando seus conhecimentos em um campo com tantas promessas para os tratamentos biomédicos, " ele disse.