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Wissenschaftler verbessern den Kontrast bei der nicht-invasiven Bildgebung von Krebszellen, berichtet NUST MISIS

MOSKAU, 17. Mai 2021 / PRNewswire / – Ein russisch-deutsches Forscherteam hat eine neue Technik für die Magnetresonanztomographie von Krebszellen entwickelt. Die Studie, veröffentlicht in Apothekezeigt, dass die heterologe Expression von Quasibacillus thermotolerans-Kapsulinsystemen mit funktionellen Ladungsproteinen und Eisentransporter zu einem erhöhten Kontrast bei der MRT-Bildgebung von Säugetier-Tumorzellen führt.

Derzeit besteht die primäre Methode für die Bildgebung lebender Zellen darin, Zellen vor der Transplantation direkt mit einer Sonde oder einem Kontrastmittel zu markieren. Jedes synthetische Kontrastmittel zur Zellmarkierung hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Es wird dünner, wenn sich die Zellen teilen, was nach mehreren Teilungszyklen zu einem Signalverlust führt. Im Gegensatz dazu vermehren sich genetisch codierte Reporter bei jeder Zellteilung zu Tochterzellen. Zusätzlich ist ihr Signal für lebensfähige Zellen selektiv.

Ferritin, ein eisenhaltiges Blutprotein, ist das bislang am besten untersuchte genetisch kodierte Mittel. Die MRT-Leistung von Ferritin ist jedoch durch seine schwachen magnetischen Eigenschaften und seine sehr konservative Struktur begrenzt.

“Einer der vielversprechendsten Ansätze basiert auf der heterologen Expression von bakteriellen Protein-Nanokompartimenten – Encapsulinen – in Säugetierzellen. Encapsuline können als genetisch kontrollierte Markierungen für den multimodalen Nachweis von Zellen dienen. Sie können verschiedene Gastmoleküle in ihrem Lumen aufnehmen. zum Beispiel fluoreszierende Proteine ​​oder Enzyme mit Ferroxidase-Aktivität “, sagt Maxim Abakumov, Leiter des NUST MISIS Labors für biomedizinische Nanomaterialien, leitender Forscher in der Abteilung für medizinische Nanobiotechnologie der NI Pirogov Russian National Research Medical University.

Ein Team von Wissenschaftlern von NUST MISIS, V. Serbsky National Medical, NI Pirogov, Russische Nationale Forschungsmedizinische Universität, Technische Universität München, Helmholtz-Zentrum München, hat erstmals die heterologe Expression von Quasibacillus thermotolerans-Verkapselsystemen unter Verwendung eines fluoreszierenden Reporterproteins und Ferroxidase implementiert in menschlichen hepatozellulären Karzinomzellen. Die Genexpression ist der Prozess der Verwendung von Informationen aus einem Gen bei der Synthese eines funktionellen Genprodukts, das es ihm ermöglicht, Endprodukte zu produzieren, entweder Protein oder nicht-kodierende RNA. Die Forscher beluden die Nanoschale mit der natürlichen Ferroxidase-Ladung von Q. thermotolerans und einem synthetischen fluoreszierenden Ladungsprotein, das von mScarlet-I abgeleitet ist. Die erfolgreiche Expression von selbstorganisierten Encapsulin-Nanokompartimenten mit funktionellen Ladungsproteinen wurde dann durch Fluoreszenzmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie bestätigt. Auch die Koexpression von Encapsulin-Nanoschalen, Ferroxidase-Ladung und Eisentransporter führte zu einer Erhöhung des Kontrasts bei der Magnetresonanztomographie von Krebszellen.

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Verena Holland

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