Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

MIT Professor Forklarer fremskridt i forståelsen Malaria Brug Nanoteknologi

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Selvom engineering længe har spillet en central rolle i udviklingen af ​​teknologi til diagnosticering og behandling af sygdomme hos mennesker, det er først for nylig begyndt at have en indvirkning på forståelse af cellulære og molekylære grundlag for sygdomme.

I det sidste årti eller deromkring, har ingeniører begyndt at gøre store bidrag til forståelsen af ​​sygdomme som malaria, arvelige blodsygdomme og kræft, ifølge Subra Suresh, tidligere dekan for MIT School of Engineering.

NSF direktør og tidligere School of Engineering Dean Subra Suresh.

I en tale ved MIT på torsdag 9 dec, Suresh, der er på orlov, da Vannevar Bush professor i Engineering ved MIT og er nu direktør for National Science Foundation, der er skitseret flere måder, hvorpå tværfaglig forskning har ført til ny forståelse af sygdomme hos mennesker, især malaria.

Suresh blev valgt for at give den første David B. Schauer Foredrag, oprettet for at ære MIT professor i biologiske teknik, der døde i juni 2009. Schauer viet sin karriere til studiet af bakterielle sygdomme, med særlig fokus på at forstå, hvordan bakteriel infektion i mave-tarmkanalen fører til sygdomme som inflammatorisk tarmsygdom, hepatitis og kræft.

Suresh resultater med at bringe en teknisk perspektiv til studiet af sygdomme hos mennesker gjort ham til et oplagt valg for foredraget, sagde James Fox, professor i komparativ medicin og biologiske teknik, der introducerede Suresh. "Hans opdagelser vedrørende forbindelserne mellem nanomekanik og malaria har formet nye felter i skæringspunktet mellem traditionelle discipliner," sagde Fox.

Suresh, der har holdt aftaler i MIT afdelinger i Materials Science and Engineering, biologiske, maskinteknik og afdelingen for Sundhedsvidenskab og Teknologi, først blev interesseret i at studere smitsomme sygdomme, omkring otte år siden.

"Perspektivet en ingeniør kan tilføre tilsyneladende forskellige områder såsom smitsomme sygdom kan være meget gavnligt i forsøget på at ikke kun forstå mekanismerne på infektionssygdomme hos mennesker, men også at udvikle ny teknologi til diagnostik og terapi," Suresh sagt.

Et nyt syn på malaria

Som ekspert i nanoteknologi, besluttede Suresh at studere, hvordan mekaniske ændringer på det cellulære niveau kan påvirke sygdom hos mennesker. Konkret, han fokuserede på at forstå, hvordan malaria parasitten ændrer både stivhed og klistrede af røde blodlegemer, hvilket forhindrer røde blodlegemer fra at levere ilt til alle kroppens væv.

Malaria smitter omkring 400 millioner mennesker på verdensplan hvert år, og dræber mellem 1 million og 3 millioner. To parasitter - Plasmodium falciparum og Plasmodium vivax - udbredt årsag til sygdommen, men Suresh har fokuseret på P. falciparum, fordi det er både dødbringende og medgørlig til kultur i laboratoriet.

Malaria overføres af myg, som frigiver parasitten i det menneskelige ofrets blodbanen, som de lever af. Efter at gengive i leveren i flere dage, skal du indtaste parasitter røde blodlegemer, hvor de gentagne gange gennemgår en 48-timers livscyklus. Ved afslutningen af ​​hver cyklus, er mere parasitter frigivet til at inficere yderligere blodlegemer.

Brug af "optisk pincet" (en teknik, der involverer blidt strækker celler med to perler kontrolleret af lasere), Suresh og hans kolleger opdagede i 2005, efter at P. falciparum invasion, røde blodlegemer blive op til 100 gange stivere end raske røde blodlegemer, meget mere end tidligere antaget. Dette tab af evne til at deformeres kan i høj grad forringer cellernes evne til at flyde gennem bittesmå kapillærer. De senere kvantificeret, hvordan inficerede røde blodlegemer har en langt større tendens til at holde sig til hinanden og til væggene i blodkar, hvilket gør dem klumper sig sammen.

Sammen kan de to biomekaniske ændringer dramatisk reducere mængden af ​​ilt nå mange væv, hvilket fik ofrene til at lide typiske malaria symptomer som blodmangel, hovedpine og muskeltræthed, og potentielt nyresvigt eller død.

For nylig, Suresh samarbejdet med fysikere i MIT George Harrison Spektroskopi Lab at vise, at malaria infektion forårsager også røde blodlegemer membraner til at miste deres evne til at vibrere. De vibrationer, der er indikatorer for en celles helbred, tidligere havde været umuligt at studere for hele cellen, fordi de måles i milliardtedel af en meter og forekommer i bare mikrosekunder.

Suresh og kolleger er nu undersøgelser af betydningen af ​​et bestemt protein, der synes at styre evne til at deformeres ændringer i de røde blodlegemer. Deres arbejde kan føre til nye lægemidler, der er målrettet det protein, som f.eks RESA.

Alle disse undersøgelser blev muliggjort af udviklingen af ​​ny teknologi, såsom optiske pincetter, mikrofluidik og anvendelse af teknologier, der ikke traditionelt anvendes til biologiske systemer, såsom mikroskopi teknikker, der anvendes i MIT spektroskopi Lab. "De fleste af de ting, vi har været i stand til at gøre, kunne ikke have været gjort for 10 år siden. Den eksperimentelle og beregningsværktøjer ikke eksisterede, "sagde Suresh.

Suresh sagde, at han håber de typer af tværfaglige studier vil blive mere udbredt, på MIT og andre steder. Områder som genetik, nanoteknologi, mikrofluidik og beregningsmæssige engineering har meget at tilbyde studiet af sygdomme hos mennesker, sagde han. "Vi har mulighed for at finde noget nyt og unikt."

Kilde: http://web.mit.edu/

Last Update: 27. October 2011 01:53

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit