צוות חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בבאר-שבע וממכון ויצמן הצליח ליצור באמצעות הנדסה ביוטכנולוגית חומרי ניגוד טבעיים משופרים לסריקות רנטגן ו-MRI, לשם זיהוי גידולים סרטניים. על ההצלחה דיווח הצוות לכתב העת Scientific Reports
עוד בעניין דומה
שתי קבוצות המחקר מסרו, כי שינו את הצליחו ליצור ""כימרה" המובילה לפריטין מגנטי, שיוצר ניגוד טוב יותר. הם עשו זאת באמצעות "ננו-כלובי חלבון" - מבנים מקרו-מולקולריים, ביולוגיים וחלולים הנוצרים באופן טבעי. בתאים סרטניים לא מחומצנים, הכימרה מייצרת חומר היוצר תהודה עם הפריטין שנוצר באופן טבעי בתאים, מה שמאפשר גילוי של הגידולים.
עורכי המחקר מסרו, כי להפתעתם הכימרה גרמה גם לעלייה ברמות הברזל בתאים המחומצנים, אך בלי לגרום לתופעות לוואי שליליות שבדרך כלל קשורות לרמות ברזל מוגברות, כמו מוות של תאים ושיעורי מוטציות גבוהים יותר. לטווח הארוך, הכימרה תאפשר לערוך הדמיות בלי שיהיה צורך להשתמש במתכות כבדות ולא טבעיות כחומר ניגוד.
ל"ננו כלובים" יש יתרונות ביוטכנולוגיים משמעותיים הכוללים זיהוי, הובלה והגנה על התאים. שינוי של הפריטין, "ננו כלוב" טבעי סולל את הדרך לשינוי חדשני של ליבת מינרל הברזל, בחיים (in vivo) ובמבחנה (in vitro).
מינרלים של ברזל, ובייחוד חלקיקים ננו-מטריים מגנטיים, הם בעלי חשיבות עצומה להדמיות אבחוניות, לשליחה מכוונת של מכת חום ולהפרדה תאית. הודות לתכונת המגנטיות שלהם, מינרלים של ברזל גורמים לשינויים בתכונות הרלקסציה המגנטית של מים - מה שיוצר ניגוד שאפשר לזהותו בסריקת MRI.
כאשר מייצרים חלקיקים כאלה באופן ביולוגי, הם בעלי פוטנציאל לשמש "מדווחים" להדמיה מולקולרית ותאית של נדידת תאים ולהבחנה באמצעות רנטגן, MRI ו-MPI (הדמיית ננו-חלקיקים מגנטיים). כלים כאלה חיוניים לפיקוח על טיפול מבוסס-תאים או מבוסס-גנים ברפואה הרגנרטיבית, ציינו עורכי המחקר. היכולת לשלוט בביו-מינרליזציה של ברזל מאפשרת גם שליטה גנטית בהיווצרות של מינרלים נוספים, למטרות טיפוליות ואבחוניות.
המחקר נערך על ידי פרופ’ רז זריבץ מהמחלקה למדעי החיים ומהמכון הלאומי לביוטכנולוגיה של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, בשיתוף פעולה עם קבוצתה של פרופ’ מיכל נאמן מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן, שחקרה את ההשפעה של השלבים ההתחלתיים של היווצרות גרעין הברזל על המאפיינים הספציפיים לרלקסציה של פריטין.
צוות זה היה בין הראשונים להדגים את השימוש בפריטין כ"גן מדווח" -המאפשר מיפוי MRI בחיים (in vivo) של הפעלה מקדמת בתאים ובעכברים שעברו הנדוס גנטי. הצוות של פרופ’ זריבץ חקר את הביו-מינרליזציה של מגנטיט ואת הקישור בין החלבון למינרל בשלב האטומי, ושימוש בחיידקים מגנטיים כמודל לייצור מגנטיט בתוך אברון תאי.
המחקר קיבל מימון מגורמים רבים, לרבות האיחוד האירופי, הקרן הלאומית למדע ומשרד המדע הטכנולוגיה והחלל.
הירשמו לקבלת עדכונים בנושאים שעלו בכתבה
