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肿瘤代谢:新生物传感器流式细胞仪显示的pH值的变化


百购生物网 / 2017-06-19

 在磁共振实验与肿瘤细胞中发现博士 弗兰茨·施灵,在慕尼黑工业大学的物理学家,四年前,一个分子对pH的变化非常敏感的信号。这种物质 - Zymonsäure,因为它在进一步研究横空出世 - 可能在未来发挥重要作用,为医疗成像。至于pH值下的生物传感器,流式细胞仪分子可以提供分析上市公司身上,其中有迄今为止不可能的。


博士 弗兰茨·施灵(左),斯蒂芬·达韦尔(M)和基督教Hundshammer已经与Zymonsäure新的生物传感器,这使得pH值在MRT明显的变化。

 

安德烈亚斯·赫德戈特慕尼黑/技术大学

“随着合适的pH成像可以使在组织和肿瘤中可见的特定代谢过程的病理变化,”弗兰茨·施灵解释。肿瘤和炎症的环境通常是一定程度上比健康组织更具酸性,并与肿瘤的侵袭性有关。

也为治疗预后认为林女士的观点:“的pH值也很有趣,当涉及到评估的肿瘤治疗方法的有效性。一个成功治疗肿瘤较小之前,它的代谢,因而其环境的pH值可以改变。通过合适的pH成像方法人会知道得更快,如果你选择了正确的方法“。

在时间压力下MRI扫描林女士现在领导的工作组为临床前成像和医学物理在核医学大学医院系rechts伊萨尔河畔,在慕尼黑工业大学。加上从物理,化学和医学的同事,他在过去几年进行的研究Zymonsäure作为生物传感器。流式细胞仪在期刊“自然通讯”的团队解释了如何使pH值下能可靠地在小动物身上显示出来。

使用使从Zymonsäure可见PH值,该分子被注入到主体和待检查所创建的组织的再一磁共振成像(MRI)。非常简单的说,而Zymonsäure的无线电波的核自旋被激发在强磁场振荡。

然后将芯部的反应被记录。从我们计算出的频率谱,反过来这些数据,提供关于核的分子环境的化学性质的信息。最后,基于在所研究的组织的每个点处的分子ZymonsäurepH值pH依赖性的变化可以表示。

因此,它是可见的MRI扫描,这Zymonsäure必须标有碳13 这意味着分子而非碳13个原子(13C)的“正常”的12个碳原子包括在内。但也标志着以这种方式Zymonsäure还没有衡量 - 他们的MRI信号太弱。

“因此,我们使用一个相对较新的程序,超极化,说:”斯蒂芬·达韦尔,物理学家和研究报告的作者解释说。“我们借助微波用特殊设备传送在非常低的温度下,电子的极化的13个C核,从而放大的MR信号达10万次。”然后,将Zymonsäure在短时间内使用热液体恢复至室温。

然后,一切都发生得很快:该传感器通过静脉注入体内进行审查。只是停留60秒与MRI机器记录,信号放大效应已经超极化再次结束前。“我们目前正在该窗口上增加,”Düwel说。“我们正在努力,首先,以改善适当修改的分子,其次Zymonsäure的MRI特点,找到更多的pH敏感分子,”解释了生物化学基督教Hundshammer,该研究的第二作者。

优于其他方法的优点

弗兰茨·施灵和他的团队能够表明,他们的方法是不够敏感地捕捉到pH值在人体临床相关的变化。与Zymonsäure还包括细胞膜外pH可以具体地进行研究,而在其它生物传感器是不明之内或之外的细胞中测量的变化(细胞内或细胞外)是否发生。流式细胞仪这很重要,因为细胞内的值通常是稳定的,而细胞外会更受代谢变化。

不像可以穿透由于组织的低透明性的光学表面上的方法在体内,有上渗透在MRI的深度没有限制。此外,已表明Zymonsäure是在小动物的浓度使用无毒的并且即使在低浓度存在于身体代谢丙酮酸的副产物产生。

“我们相信,Zymonsäure用于患者一个有前途的生物传感器,”弗兰茨·施灵说。但是,首先,进一步的临床前研究计划,以突出与传统方法相比,并提高对pH值成像的空间分辨率这一新的成像生物标志物的好处。

该研究将马库斯·施瓦格教授的指导下进行的SFB824的一部分“用于癌症治疗的选择,监控和个性化成像”,。

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