Revolutsioonilised kvantandurid võivad võimaldada vähi varasemat diagnoosimist ja ravi

Revolutsioonilised kvantandurid võivad võimaldada vähi varasemat diagnoosimist ja ravi

Revolutsiooniline kvantanduri projekt, mis võib muuta vähiravi, jälgides, kuidas immuunrakud kasvajatega suhtlevad, on saanud maineka 2 miljoni naela väärtuses Future Leaders Fellowship.

Ühendkuningriigi teadusuuringute ja innovatsiooni rahastatav nelja-aastane toetus keskendub kriitilisele probleemile: immuunrakud ebaõnnestuvad sageli vähikoega kokku puutudes, kuna kasvaja keskkond häirib nende ainevahetust. Murranguline projekt võib võimaldada täiustatud, patsiendile kohandatud vähiravi väljatöötamist ning pakkuda vahendeid vähiravimite varasemaks diagnoosimiseks ja hindamiseks.

Dr Aldona Mzyk kasutab kvantandureid, seadmeid, mis kasutavad kvantfüüsika omadusi, et tuvastada pisikesi muutusi, et mõista, miks praegused vähi immunoteraapiad toimivad mõne patsiendi puhul, kuid mitte teiste puhul.

Kvantsensorid suudavad tuvastada elusrakkude molekulaarseid muutusi erakordse täpsusega, mõõtes muutusi inimese juuksekarva laiusest tuhandeid kordi väiksematel pikkusskaaladel. Dr Mzyki projekt kasutab vabade radikaalide magnetsignaalide uurimiseks ühe elektroni väikeseid andureid. Need väga reaktiivsed molekulid mängivad rakkude metabolismis ja haiguste arengus otsustavat rolli.

Uuring käsitleb suurt väljakutset vähiravis. Kuigi laboris valmistatud immuunrakud, mida nimetatakse CAR-T-rakkudeks, on edukalt ravinud verevähki, nagu leukeemia ja lümfoom, töötavad need tahkete kasvajate, nagu rinna-, kopsu- või käärsoolevähk, puhul vähem kui poole ajast. See rike ilmneb seetõttu, et vähikude tarbib olemasolevaid ressursse ja toodab metaboliite, mis põhjustavad immuunrakkude talitlushäireid.

Dr Aldona Mzyk on praegu Kopenhaageni DTU teadur ja liitub Heriot-Watti ülikooli fotoonika ja kvantteaduste instituudiga. Ta ütles: "Maailmas sureb vähki igal minutil seitseteist inimest. Teame, et immuunrakkude rike on tingitud muutustest nende ainevahetuses, kui nad suhtlevad vähirakkudega. Immuunrakkude jõudluse parandamiseks peame mõistma, kuidas neid metaboolseid muutusi kontrollida, jälgides vabade radikaalide tootmist rakkudes ja luurates nende käitumist. See nõuab uskumatult kiireid ja kiireid andureid.

Multidistsiplinaarne projekt ühendab kvantanduri optilise spektroskoopia ja mikrofluidikaga, et luua integreeritud platvorm, mis suudab mõne sekundi jooksul jälgida rakkude metabolismi tuhandetes rakkudes. Projekt on kooskõlas Ühendkuningriigi riikliku kvanttehnoloogia programmiga ja eesmärgiga varustada NHS ülitundlike kvantanduritega.

Professor Cristian Bonato, Heriot-Watti nanomõõtmelise kvantanduri rajatise juhtivteadur, ütles: "Kvantseire muudab meditsiinilist diagnostikat, sest selle tundlikkus kuni üksikute molekulide tasemeni võimaldab meil haigusi varakult tuvastada, mis viib sageli paremate ravitulemusteni. Heriot-Wattis saavutame enneolematute magnetiliste andurite põhjal väljanägemata täpsuse. nanomaterjalide valdkonnad biomeditsiiniliste uuringute jaoks oluliste molekulide väikeste koguste tuvastamiseks.

Stipendium Dr.

Cristian Bonato, Heriot-Watti ülikooli juhtivteadur

Heriot-Watti fotoonika ja kvantteaduste instituut osaleb neljas viiest kvantuuringute keskusest, mille eelmisel aastal teatas tehnika- ja füüsikateaduste uurimisnõukogu (EPSRC). Heriot-Watt juhib integreeritud kvantvõrkude keskust ja tegeleb kvantuuringutega, keskendudes sensoritele, pildistamisele, aja mõõtmisele ja biomeditsiinilistele rakendustele.

Allikad: