Revolucionārie kvantu sensori varētu nodrošināt agrāku vēža diagnostiku un ārstēšanu

Revolucionārie kvantu sensori varētu nodrošināt agrāku vēža diagnostiku un ārstēšanu

Revolucionāram kvantu sensoru projektam, kas varētu pārveidot vēža ārstēšanu, izsekojot imūnšūnu mijiedarbībai ar audzējiem, ir piešķirta prestižā Future Leaders Fellowship 2 miljonu sterliņu mārciņu vērtībā.

Četru gadu dotācija, ko finansē Apvienotās Karalistes pētniecības un inovācijas, ir vērsta uz kritisku problēmu: imūnās šūnas bieži neizdodas, saskaroties ar vēža audiem, jo ​​audzēja vide izjauc to vielmaiņu. Revolucionārais projekts varētu ļaut izstrādāt uzlabotas, pacientam pielāgotas vēža terapijas un nodrošināt rīkus agrākai vēža zāļu diagnostikai un novērtēšanai.

Dr. Aldona Mzyk izmantos kvantu sensorus, ierīces, kas izmanto kvantu fizikas īpašības, lai noteiktu sīkas izmaiņas, lai saprastu, kāpēc pašreizējā vēža imūnterapija dažiem pacientiem darbojas, bet ne citiem.

Kvantu sensori var noteikt molekulārās izmaiņas dzīvās šūnās ar neparastu precizitāti, mērot izmaiņas garuma skalās, kas ir tūkstošiem reižu mazākas par cilvēka mata platumu. Dr Mzyk projekts izmantos sensorus, kas ir tik mazi kā viens elektrons, lai pētītu magnētiskos signālus no brīvajiem radikāļiem. Šīm ļoti reaktīvām molekulām ir izšķiroša nozīme šūnu metabolismā un slimību attīstībā.

Pētījums risina galveno izaicinājumu vēža ārstēšanā. Lai gan laboratorijā ražotās imūnās šūnas, ko sauc par CAR-T šūnām, ir veiksmīgi ārstējušas asins vēzi, piemēram, leikēmiju un limfomu, tās darbojas mazāk nekā pusi laika uz cietiem audzējiem, piemēram, krūts, plaušu vai resnās zarnas vēzi. Šī neveiksme rodas tāpēc, ka vēža audi patērē pieejamos resursus un ražo metabolītus, kas izraisa imūnsistēmas šūnu darbības traucējumus.

Dr. Aldona Mzyk pašlaik ir pētniece DTU Kopenhāgenā un pievienosies Heriot-Watt universitātes Fotonikas un kvantu zinātņu institūtam. Viņa sacīja: "Katru minūti septiņpadsmit cilvēki pasaulē mirst no vēža. Mēs zinām, ka imūno šūnu atteice ir saistīta ar izmaiņām to vielmaiņā, kad tās mijiedarbojas ar vēža šūnām. Lai uzlabotu imūno šūnu darbību, mums ir jāsaprot, kā kontrolēt šīs vielmaiņas izmaiņas, uzraugot brīvo radikāļu veidošanos šūnās un būtībā spiegojot to uzvedību. Tas prasa neticami ātras un precīzas noteikšanas metodes.

Daudznozaru projekts apvienos kvantu sensoru ar optisko spektroskopiju un mikrofluidiku, lai izveidotu integrētu platformu, kas dažu sekunžu laikā var izsekot šūnu metabolismam tūkstošiem šūnu. Projekts atbilst Apvienotās Karalistes Nacionālajai kvantu tehnoloģiju programmai un mērķim aprīkot NHS ar ļoti jutīgiem kvantu sensoriem.

Profesors Kristians Bonato, Heriot-Watt nanomēroga kvantu sensoru iekārtas galvenais pētnieks, teica: "Kvantu sensori pārveido medicīnisko diagnostiku, jo tās jutīgums līdz pat atsevišķu molekulu līmenim ļauj mums agrīni atklāt slimību, bieži vien dodot labākus ārstēšanas rezultātus. Heriot-Watt, izmantojot magnētiskos novecošanas sensorus, mēs attīstām neprecizitātes sensorus, kas ir neprecīzi. nanomateriālu jomas, lai noteiktu nelielu molekulu daudzumu, kas attiecas uz biomedicīnas pētījumiem.

Stipendija no Dr.

Kristians Bonato, Heriot-Watt universitātes galvenais pētnieks

Heriot-Watt Fotonikas un kvantu zinātņu institūts ir iesaistīts četros no pieciem kvantu pētniecības centriem, par kuriem pagājušajā gadā paziņoja Inženierzinātņu un fizikālo zinātņu pētniecības padome (EPSRC). Heriot-Watt vada integrēto kvantu tīklu centru un ir iesaistīts kvantu izpētē, koncentrējoties uz sensoru, attēlveidošanu, laika mērīšanu un biomedicīnas lietojumiem.

Avoti: