Revoluční kvantové senzory by mohly umožnit včasnější diagnostiku a léčbu rakoviny

Revoluční kvantové senzory by mohly umožnit včasnější diagnostiku a léčbu rakoviny

Revoluční projekt kvantového snímání, který by mohl transformovat léčbu rakoviny sledováním interakce imunitních buněk s nádory, získal prestižní stipendium Future Leaders Fellowship v hodnotě 2 milionů liber.

Čtyřletý grant, financovaný UK Research and Innovation, se zaměřuje na kritický problém: imunitní buňky často selhávají, když narazí na rakovinnou tkáň, protože prostředí nádoru naruší jejich metabolismus. Tento průlomový projekt by mohl umožnit vývoj vylepšených, pacientům přizpůsobených terapií rakoviny a poskytnout nástroje pro dřívější diagnostiku a hodnocení léků proti rakovině.

Dr. Aldona Mzyk použije kvantové senzory, zařízení, která využívají vlastnosti kvantové fyziky k detekci drobných změn, aby pochopila, proč současná imunoterapie rakoviny u některých pacientů funguje, ale u jiných ne.

Kvantové senzory dokážou detekovat molekulární změny v živých buňkách s mimořádnou přesností a měřit změny v délkách tisíckrát menších, než je šířka lidského vlasu. Projekt Dr. Mzyka bude využívat senzory malé jako jeden elektron ke studiu magnetických signálů z volných radikálů. Tyto vysoce reaktivní molekuly hrají klíčovou roli v buněčném metabolismu a rozvoji onemocnění.

Výzkum se zabývá velkou výzvou v léčbě rakoviny. Zatímco laboratorní buňky imunitního systému zvané CAR-T buňky úspěšně léčily rakovinu krve, jako je leukémie a lymfom, fungují méně než polovinu času u pevných nádorů, jako je rakovina prsu, plic nebo tlustého střeva. K tomuto selhání dochází, protože rakovinná tkáň spotřebovává dostupné zdroje a produkuje metabolity, které způsobují selhání imunitních buněk.

Dr. Aldona Mzyk je v současné době výzkumným pracovníkem na DTU v Kodani a připojí se k Institutu fotoniky a kvantových věd na Heriot-Watt University. Řekla: "Každou minutu na světě zemře sedmnáct lidí na rakovinu. Víme, že selhání imunitních buněk je způsobeno změnami v jejich metabolismu, když interagují s rakovinnými buňkami. Abychom zlepšili výkon imunitních buněk, musíme pochopit, jak kontrolovat tyto metabolické změny sledováním produkce volných radikálů v buňkách a v podstatě špehováním jejich chování. To vyžaduje neuvěřitelně rychlé a přesné detekční metody, které mohou kvantové senzory poskytnout poprvé."

Multidisciplinární projekt bude kombinovat kvantové snímání s optickou spektroskopií a mikrofluidikou a vytvoří integrovanou platformu, která dokáže sledovat buněčný metabolismus v tisících buněk během několika sekund. Projekt je v souladu s britským Národním programem kvantových technologií a cílem vybavit NHS vysoce citlivými kvantovými senzory.

Profesor Cristian Bonato, hlavní výzkumník zařízení pro kvantové snímání v nanoměřítku Heriot-Watt, řekl: "Kvantové snímání mění lékařskou diagnostiku, protože jeho citlivost až na úroveň jednotlivých molekul nám umožňuje včasné odhalení onemocnění, což často vede k lepším výsledkům léčby. Ve společnosti Heriot-Watt vyvíjíme kvantové senzory, které dosahují bezprecedentních malých množství přesných magnetických polí. relevantní pro biomedicínský výzkum."

Stipendium od Dr.

Cristian Bonato, hlavní vyšetřovatel, Heriot-Watt University

Institut fotoniky a kvantových věd v Heriot-Watt je zapojen do čtyř z pěti kvantových výzkumných center oznámených v loňském roce Radou pro výzkum inženýrských a fyzikálních věd (EPSRC). Heriot-Watt vede Integrated Quantum Networks Hub a podílí se na kvantovém výzkumu se zaměřením na snímání, zobrazování, měření času a biomedicínské aplikace.

Zdroje: