Senzorii cuantici revoluționari ar putea permite diagnosticarea și tratamentul mai devreme al cancerului

Senzorii cuantici revoluționari ar putea permite diagnosticarea și tratamentul mai devreme al cancerului

Un proiect revoluționar de detectare cuantică care ar putea transforma tratamentul cancerului prin urmărirea modului în care celulele imune interacționează cu tumorile a primit o prestigioasă bursă Future Leaders în valoare de 2 milioane de lire sterline.

Grantul de patru ani, finanțat de UK Research and Innovation, se concentrează pe o problemă critică: celulele imunitare deseori eșuează atunci când întâlnesc țesut canceros, deoarece mediul tumoral le perturbă metabolismul. Proiectul revoluționar ar putea permite dezvoltarea de terapii îmbunătățite, adaptate pacientului, și ar putea oferi instrumente pentru diagnosticarea și evaluarea mai timpurie a medicamentelor pentru cancer.

Dr. Aldona Mzyk va folosi senzori cuantici, dispozitive care folosesc proprietățile fizicii cuantice pentru a detecta modificări minuscule, pentru a înțelege de ce imunoterapiile actuale împotriva cancerului funcționează pentru unii pacienți, dar nu pentru alții.

Senzorii cuantici pot detecta modificările moleculare ale celulelor vii cu o precizie extraordinară, măsurând modificările la scale de mii de ori mai mici decât lățimea unui păr uman. Proiectul Dr. Mzyk va folosi senzori la fel de mici ca un singur electron pentru a studia semnalele magnetice de la radicalii liberi. Aceste molecule foarte reactive joacă un rol crucial în metabolismul celular și dezvoltarea bolii.

Cercetarea abordează o provocare majoră în tratamentul cancerului. În timp ce celulele imune fabricate în laborator, numite celule CAR-T, au tratat cu succes cancerele de sânge, cum ar fi leucemia și limfomul, ele funcționează mai puțin de jumătate din timp pe tumori solide, cum ar fi cancerul de sân, plămân sau colon. Acest eșec apare deoarece țesutul canceros consumă resursele disponibile și produce metaboliți care provoacă funcționarea defectuoasă a celulelor imune.

Dr. Aldona Mzyk este în prezent cercetător la DTU din Copenhaga și se va alătura Institutului de Fotonică și Științe Cuantice de la Universitatea Heriot-Watt. Ea a spus: „În fiecare minut, șaptesprezece oameni din lume mor de cancer. Știm că eșecul celulelor imune se datorează modificărilor metabolismului lor atunci când interacționează cu celulele canceroase. Pentru a îmbunătăți performanța celulelor imunitare, trebuie să înțelegem cum să controlăm aceste modificări metabolice prin monitorizarea producției de radicali liberi în celule și, în esență, spionarea asupra comportamentului lor. oferă pentru prima dată.”

Proiectul multidisciplinar va combina detecția cuantică cu spectroscopia optică și microfluidica pentru a crea o platformă integrată care poate urmări metabolismul celular în mii de celule în câteva secunde. Proiectul este în conformitate cu Programul Național de Tehnologie Cuantică din Marea Britanie și cu scopul de a echipa NHS cu senzori cuantici extrem de sensibili.

Profesorul Cristian Bonato, cercetător principal al instalației de detecție cuantică la scară nanometrică de la Heriot-Watt, a declarat: „Sențiarea cuantică transformă diagnosticul medical, deoarece sensibilitatea sa până la nivelul moleculelor individuale ne permite să detectăm boala precoce, ceea ce duce adesea la rezultate mai bune ale tratamentului. la cercetarea biomedicală sunt.”

Bursa de la Dr.

Cristian Bonato, cercetător principal, Universitatea Heriot-Watt

Institutul de Fotonică și Științe Cuantice de la Heriot-Watt este implicat în patru dintre cele cinci centre de cercetare cuantică anunțate anul trecut de Consiliul de Cercetare în Inginerie și Științe Fizice (EPSRC). Heriot-Watt conduce Centrul de rețele cuantice integrate și este implicat în cercetarea cuantică, cu accent pe detecție, imagistică, măsurare a timpului și aplicații biomedicale.

Surse: