In Zusammenarbeit mit der Universität Groningen haben Professor Jørgen Kjems und seine Forschungsgruppe an der Universität Aarhus einen bemerkenswerten Durchbruch bei der Entwicklung winziger Poren in Nanogröße erzielt, die unter anderem zu besseren Möglichkeiten für die Erkennung von Krankheiten in einem früheren Stadium beitragen können.
Ihre Arbeit wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Nano, zeigt eine neue innovative Methode zum Auffinden spezifischer Proteine in komplexen biologischen Flüssigkeiten wie Blut, ohne dass die Proteine chemisch markiert werden müssen. Die Forschung ist ein wichtiger Meilenstein in der Nanoporentechnologie und könnte die medizinische Diagnostik revolutionieren.
Nanoporen sind winzige Kanäle, die in Materialien gebildet werden und als Sensoren verwendet werden können. Die Forscher unter der Leitung von Jørgen Kjems und Giovanni Maglia (Universität Groningen) sind noch einen Schritt weiter gegangen, indem sie eine spezielle Art von Nanopore namens ClyA entwickelt haben, an der Scannermoleküle, sogenannte Nanobodies, angebracht sind.
Diese aus Antikörpern gewonnenen Nanokörper sind in der Lage, verschiedene Proteine mit erstaunlicher Genauigkeit zu erkennen. In dieser Studie befestigten die Forscher mithilfe eines DNA-Adapters Nanokörper an ClyA. Durch die Verwendung einer Reihe von Nanokörpern konnten sie viele verschiedene Nanoporensensoren herstellen, die eine Vielzahl von Proteinen unterschiedlicher Größe erkennen konnten.
Das Forschungsteam schuf Nanoporen mit daran befestigten speziellen Nanokörpern, die das Spike-Protein von SARS-CoV-2 (dem Virus, das COVID-19 verursacht) und einen Proteinmarker für Brustkrebs namens Urokinase-Typ-Plasminogenaktivator (uPA) erkennen können. , bzw.
Durch die Messung von Veränderungen der elektrischen Ströme, die durch das Vorhandensein dieser Proteine verursacht werden, können die Forscher einzelne Proteine finden und identifizieren und sogar ihre Konzentrationen bestimmen. Was diesen Durchbruch noch bemerkenswerter macht, ist die Tatsache, dass die Nanoporen auch bei Tests mit komplexen Proben wie Blut hochpräzise und empfindlich blieben.
Obwohl die Nanoporen für das bloße Auge unsichtbar sind, ist die Bedeutung dieser Forschung spürbar. Die vorhandenen Technologien ermöglichten bereits die Integration von Nanoporen in ein tragbares Gerät, das die Fähigkeit der Nanoporen nutzen kann, Flüssigkeiten nach bestimmten Molekülen zu durchsuchen. Daher können wir uns eine Zukunft vorstellen, in der Patienten Krankheiten wie Krebs oder Infektionskrankheiten mit einem einfachen Bluttest schnell und genau erkennen können. Dies könnte zu früheren Eingriffen, besseren Behandlungsergebnissen und einer insgesamt verbesserten Gesundheitsversorgung führen.
Obwohl weitere Studien und Validierungen erforderlich sind, bevor diese Technologie allgemein verfügbar wird, bringt uns die Zusammenarbeit zwischen diesen beiden Universitäten dieser Realität einen Schritt näher. Der Durchbruch veranschaulicht die Kraft der wissenschaftlichen Zusammenarbeit und Innovation bei der Transformation des Gesundheitswesens.
Mehr Informationen:
Xialin Zhang et al., Spezifischer Nachweis von Proteinen durch einen Nanokörper-funktionalisierten Nanoporensensor, ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.2c12733