Profesorul de fizică român Liviu Movileanu de la Colegiul de Arte şi Ştiinţe a Universităţii Syracuse din New York a inventat nanosenzori ce pot detecta interacţiunile proteină-la-proteină care semnalează mai repede prezenţa cancerului. Metoda este utilă în special pentru identificarea leucemiei limfocitare.
Movileanu - împreună cu colegul său Avinash Kumar Thakur, doctorand în fizică la Syracuse - detaliază rolul acestor nanosenzori într-o lucrare publicată în Nature Biotechnology, citată de medicalnewstoday.com.
Cancerul este una dintre cauzele majore de deces în întreaga lume, inclusiv în România.
Potrivit estimărilor actualizate de Global Cancer Observatory (Globocan), România urmează să înregistreze 83.461 de cazuri noi de cancer în întregul an 2018, cele mai frecvente fiind de plămâni, colorectal şi de sân, în timp ce peste 50.900 de români au decedat sau vor muri din cauza acestei boli până la finalul anului.
Detectarea timpurie a acestei boli ce ameninţă viaţa este crucială, iar personalul medical se străduieşte din plin să găsească metode noi şi mai eficiente de a diagnostica cancerul cât mai devreme cu putinţă.
Acum, o nouă cercetare foloseşte senzori minuscului pentru a detecta schimbări moleculare ce ar putea indica cancerul.
Liviu Movileanu a explicat că nanosenzorii pot ajuta în particular la detectarea leucemiei limfocitare, o formă de cancer ce începe în măduva osoasă şi se extinde în sânge.
Cum funcţionează nanosenzorii
Nanosenzorii realizaţi în laboratorul profesorului Movileanu pot detecta aşa-numitele interacţiuni proteină-la-proteină (PPIs), ce reprezintă procese esenţiale în dezvoltarea celulelor.
Aşa-zisul interactom se referă la totalitatea interacţiunilor între proteine ce pot surveni în corpul unei fiinţe vii. Interactomica - sau studierea interactomului folosind tehnologii de top - este o ramură a biofizicii ce studiază consecinţele acestor interacţiuni.
PPIs depind de o varietate de factori, cum ar fi tipul celulei, stadiul de dezvoltare şi condiţii ale mediului înconjurător. Unele PPIs sunt stabile, iar altele sunt tranzitorii.
De exemplu, interacţiunile necesare pentru a activa expresia genică sau cele ce afectează semnalizarea celulelor şi dezvoltarea celulelor canceroase sunt tranzitorii, însemnând că durează aproximativ o milisecundă.
Natura efemeră a acestor PPIs le face a fi dificil de detectat cu metodele disponibile în prezent.
Oricum, nanosenzorii din laboratorul profesorului Movileanu trec de acest obstacol, creând o mică deschidere în membrana celulei prin care trece curentul electric.
”Informaţiile culese dintr-o singură proteină sunt imense”, spune Movileanu, care este membru al grupului de cercetare în biofizică şi biomateriale la Departamentul de Fizică din Syracuse.
”Nanostructurile noastre ne permit să vedem evenimentele biochimice într-o manieră sensibilă, specifică şi cantitativă. Apoi, putem efectua o evaluare clară despre o singură mostră de proteină”, adaugă cercetătorul.
”Cunoştinţele detaliate despre genomul uman au deschis o nouă frontieră pentru identificarea multor proteine funcţionale implicate în asocierea fizică scurtă cu alte proteine. Perturbările majore în forţa acestor PPIs conduc la diverse boli. Din cauza naturii tranzitorii a acestor interacţiuni, trebuie găsite noi metode pentru a le evalua”, continuă cercetătorul.
Fizicianul explică, de asemenea, cum mecanismele fine de detecţie ale nanosenzorilor pe care i-a dezvoltat pot ajuta la lupta împotriva cancerului.
”Dacă ştim cum funcţionează părţi individuale ale funcţiei unei celule, ne putem da seama de ce o celulă deviază de la funcţionalitatea normală către o stare ca o tumoare. Senzorii noştri mici pot face lucruri mari pentru imagistica biomarkerilor şi studiul pe scară largă al proteinelor”, a precizat Liviu Movileanu.
Profesorul de origine română speră că nanosenzorii vor fi folositori în particular pentru a detecta leucemia limfocitară, o afecţiune în care celulele sangvine nu se maturizează şi mor normal, dar ”se adună în măduva spinării şi afectează celulele normale, sănătoase.
Liviu Movileanu, cetăţean româno-american, a absolvit în 1989 Facultatea de Fizică a Universităţii Bucureşti, la care a devenit doctor în biofizică în 1997.
Movileanu lucrează la Universitatea Syracuse începând din 2004, unde a fost mai întâi asistent şi apoi profesor asociat, din 2010.
