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miércoles, 18 de junio de 2008

Nanotechnology, Biomolecules And Light Unite To 'Cook' Cancer Cells

ScienceDaily (Jun. 17, 2008) — Researchers are testing a new way to kill cancer cells selectively by attaching cancer-seeking antibodies to tiny carbon tubes that heat up when exposed to near-infrared light.


Researchers used monoclonal antibodies that targeted specific sites on lymphoma cells to coat tiny structures called carbon nanotubes. Carbon nanotubes are very small cylinders of graphite carbon that heat up when exposed to near-infrared light. (Credit: Image courtesy of Wikimedia Commons)





Biomedical scientists at UT Southwestern Medical Center and nanotechnology experts from UT Dallas describe their experiments in a study available online and in an upcoming print issue of Proceedings of the National Academy of Sciences.

Scientists are able to use biological molecules called monoclonal antibodies that bind to cancer cells. Monoclonal antibodies can work alone or can be attached to powerful anti-cancer drugs, radionuclides or toxins to deliver a deadly payload to cancer cells.

In this study, the researchers used monoclonal antibodies that targeted specific sites on lymphoma cells to coat tiny structures called carbon nanotubes. Carbon nanotubes are very small cylinders of graphite carbon that heat up when exposed to near-infrared light. This type of light, invisible to the human eye, is used in TV remote controls to switch channels and is detected by night-vision goggles. Near-infrared light can penetrate human tissue up to about 1½ inches.

In cultures of cancerous lymphoma cells, the antibody-coated nanotubes attached to the cells' surfaces. When the targeted cells were then exposed to near-infrared light, the nanotubes heated up, generating enough heat to essentially "cook" the cells and kill them. Nanotubes coated with an unrelated antibody neither bound to nor killed the tumor cells.

"Using near-infrared light for the induction of hyperthermia is particularly attractive because living tissues do not strongly absorb radiation in this range," said Dr. Ellen Vitetta, director of the Cancer Immunobiology Center at UT Southwestern and senior author of the study. "Once the carbon nanotubes have bound to the tumor cells, an external source of near-infrared light can be used to safely penetrate normal tissues and kill the tumor cells.

"Demonstrating this specific killing was the objective of this study. We have worked with targeted therapies for many years, and even when this degree of specificity can be demonstrated in a laboratory dish, there are many hurdles to translating these new therapies into clinical studies. We're just beginning to test this in mice, and although there is no guarantee it will work, we are optimistic."

The use of carbon nanotubes to destroy cancer cells with heat is being explored by several research groups, but the new study is the first to show that both the antibody and the carbon nanotubes retained their physical properties and their functional abilities -- binding to and killing only the targeted cells. This was true even when the antibody-nanotube complex was placed in a setting designed to mimic conditions inside the human body.

Biomedical applications of nanoparticles are increasingly attracting the attention of basic and clinical scientists. There are, however, challenges to successfully developing nanomedical reagents. One is the potential that a new nanomaterial may damage healthy cells and organisms. This requires that the effects of nanomedical reagents on cells and organisms be thoroughly studied to determine whether the reagents are inherently toxic.

"There are rational approaches to detecting and minimizing the potential for nonspecific toxicity of the nanoparticles developed in our studies," said Dr. Rockford Draper, leader of the team from UT Dallas and a professor of molecular and cell biology.

Other researchers from UT Southwestern involved in the research were lead authors Pavitra Chakravarty, a graduate student in biomedical engineering, and Dr. Radu Marches, assistant professor in the Cancer Immunobiology Center. Authors from UT Dallas' Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute were Dr. Inga Musselman, Dr. Paul Pantano and graduate student Pooja Bajaj. Two undergraduate students in UT Southwestern's Summer Undergraduate Research Fellowship program -- Austin Swafford from UT Dallas and Neil Zimmerman from the Massachusetts Institute of Technology -- also participated.

The research was supported by the Cancer Immunobiology Center at UT Southwestern, the Robert A. Welch Foundation, the Department of Defense and the Center for Applied Biology at UT Dallas.

Dr. Vitetta is a co-inventor on a patent describing the techniques outlined in the study.

ournal reference:

1. Chakravarty et al. Thermal ablation of tumor cells with antibody-functionalized single-walled carbon nanotubes. Proceedings of the National Academy of Sciences, Published online on June 16, 2008 DOI: 10.1073/pnas.0803557105


Extraido de :http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080616170807.htm

lunes, 16 de junio de 2008

Científicos descubren cómo la amiba que causa la disentería evade el sistema de inmunidad

EFE - sábado, 14 de junio, 23.41

Washington, 14 jun (EFE).- Un equipo de investigadores descubrió una enzima que puede ayudar a que la amiba, que causa la disentería, evada el sistema de inmunidad del cuerpo, según un artículo que publica la revista Genes and Development.
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Cada año, unos 500 millones de personas en todo el mundo sufren la infección con el parásito que causa la disentería, un problema de salud global que entre las enfermedades infecciosas ocupa el segundo lugar sólo después de la malaria.

"Ésta es la primera enzima identificada que aparentemente puede evadir al sistema de inmunidad del cuerpo", dijo Sin Urban profesor de biología molecular y genética en la Universidad John Hopkins, en Baltimore (Maryland).

La enzima, denominada EhROM1, es parte de un antiguo grupo de proteínas, que se encuentra en todo tipo de vida desde las bacterias hasta los humanos, conocidas como enzimas romboides.

En la mayoría de los animales, las enzimas romboides parecen desempeñar un papel en la comunicación de célula a célula, pero hace un par de años Urban descubrió que los parásitos de la malaria usan las enzimas romboides para un propósito más siniestro: la penetración en células anfitrionas.

Esto llevó a su equipo a estudiar el ácido desoxirribonucleico de otros parásitos, para ver si alguno de ellos también tenía genes que codifican las enzimas romboides. Los investigadores encontraron que la amiba que causa a la disentería, conocida como Entamoeba histolytica, contiene una enzima romboide y la denominaron EhROM1.

"Los parásitos que causan la malaria, llamados plasmodia, se sujetan a la célula anfitriona y se abren paso hacia dentro", explicó Urban y añadió "una vez adentro usan las enzimas romboides para liberarse".

Pero las amibas no entran en las células para causar la disentería, por eso el equipo de Urban se propuso determinar cómo esos parásitos usan la EhROM1.

Primero identificaron las proteínas que la enzima fracciona, buscando proteínas de la amiba que tengan marcas estructurales similares a las que cortan de los romboides de la malaria.

Encontraron estas marcas en una familia de proteínas, las lectinas, que se encuentran en las superficies celulares. Los investigadores pusieron ambas proteínas en las células y verificaron que la EhROM1 corta una lectina particular, y que cuanta más enzima agregaban más piezas de lectina resultaban.

Cada célula tiene en su superficie proteínas que pueden ser reconocidas por el sistema de inmunidad, que constantemente vigila el cuerpo en busca de intrusos, y las amibas no son diferentes.

Para evadir el sistema de inmunidad las amibas transfieren todas las proteínas de su superficie a la parte de atrás de la célula y luego, como un camión volcador, derraman en estas proteínas el fluido que la rodea.

El estudio encontró que la lectina es una de las proteínas que durante la invasión del sistema de inmunidad pasa hacia la parte de atrás y está oculta por la misma.

Por eso los investigadores que colaboraron desde la Universidad Stanford analizaron si la enzima EhROM1 sigue a la lectina, y encontraron grumos de EhROM1 en las aglomeraciones de proteínas de superficie a la espera de ser liberadas.

La investigación y sus conclusiones podrían llevar a nuevos tratamientos de una de las enfermedades más prevalecientes en el mundo.

Noticia tomada de: http://es.noticias.yahoo.com/efe/20080614/tsc-cientificos-descubren-como-la-amiba-539a483.html

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