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MIT Professor Explains Progress in VerständnisMalaria Unter Verwendung der Nanotechnologie

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Obgleich die Technik lang eine Schlüsselrolle in sich entwickelnder Technologie für die Diagnose und die Behandlung der menschlichen Krankheit gespielt hat, hat es erst vor kurzem begonnen, eine Auswirkung auf das Verständnis der zellulären und molekularen Basis der Krankheit zu haben.

In den letzten zehn Jahren oder so, haben Ingenieure angefangen, größere Beiträge zu Verständniskrankheiten wie Malaria, zu den erblichen Blutkrankheiten und zu Krebs, entsprechend Subra Suresh zu machen, ehemaliger Dekan Ingenieurschule MITS.

NSF Direktor und ehemaliger Ingenieurschule-Dekan Subra Suresh.

In einem Gespräch an MIT am Donnerstag, den 9. Dezember, umriß Suresh, der auf Urlaub als der Vannevar Bush-Professor der Technik an MIT ist und jetzt Direktor der National Science Foundation ist, einige Methoden, in denen interdisziplinäre Forschung zu neues Verständnis der menschlichen Krankheit geführt hat, besonders Malaria.

Suresh wurde beschlossen, um den ersten David B. Schauer Lecture zu geben, festgelegt, um den MITprofessor der biologischen Technik zu ehren, der im Juni 2009 starb. Schauer widmete sich seine Karriere der Studie von bakteriellen Krankheiten, mit einem besonderen Fokus auf dem Verständnis, wie bakterielle Infektion im Magen-Darm-Kanal zu Bedingungen wie entzündliche Darmerkrankung, Hepatitis und Krebs führt.

Sureshs Leistungen, wenn sie eine Technikperspektive zur Studie der menschlichen Krankheit holten, trafen ihn eine offensichtliche Wahl für den Vortrag, sagten James Fox, Professor der vergleichbaren Medizin und der biologischen Technik, der Suresh einführte. „Seine Entdeckungen betreffend die Anschlüsse zwischen nanomechanics und Malaria haben neue Bereiche am Schnitt von traditionellen Disziplinen geformt,“ sagte Fox.

Suresh, der Verabredungen in Abteilungen vor MITS der Material-Wissenschaft und der Technik, der Biologischen Technik, des Maschinenbaus und der Abteilung von Gesundheits-Wissenschaft Und Technik angehalten hat, zuerst wurde interessiert, an Infektionskrankheiten zu studieren ungefähr acht Jahren.

„Die Perspektive, die ein Ingenieur zu den scheinbar unvereinbaren Bereichen wie Infektionskrankheit holen kann, kann beim Versuchen sehr nützlich sein, die Vorrichtungen der menschlichen Infektionskrankheit nicht nur zu verstehen, aber auch sich entwickelnde neue Technologie für Diagnosen und Therapeutik,“ sagte Suresh.

Eine neue Ansicht von Malaria

Als Experte in der Nanotechnologie, entschied sich Suresh, zu studieren, wie mechanische Änderungen auf dem zellulären Niveau menschliche Krankheit beeinflussen können. Speziell konzentrierte sich er auf das Verständnis, wie der Malariaparasit die Steifheit und Klebrigkeit von roten Blutkörperchen ändert, die rote Blutkörperchen am Entbinden des Sauerstoffes an alle Gehäusegewebe verhindert.

Malaria infiziert über 400 Millionen Menschen weltweit jedes Jahr und Abbrüche zwischen 1 Million und 3 Million. Zwei Parasiten - Plasmodium falciparum und Plasmodium vivax - verursachen breit die Krankheit, aber Suresh hat sich auf P.-falciparum konzentriert, weil es tödlicher und Kultur im Labor zugänglich ist.

Malaria wird durch Moskitos übertragen, die den Parasiten in den menschlichen Blutstrom des Opfers freigeben, während sie führen. Nachdem sie in der Leber für einige Tage reproduziert haben, melden die Parasiten rote Blutkörperchen an, in denen sie wiederholt einen 48-Stunden-Lebenszyklus durchmachen. Am Ende jeder Schleife, werden mehr Parasiten freigegeben, um zusätzliche Blutzellen zu infizieren.

Unter Verwendung „der optischen Pinzette“ (eine Technik, die Zellen, miteinbezieht leicht auszudehnen in zwei Raupen, die durch Laser gesteuert werden), entdeckten Suresh und seine Kollegen im Jahre 2005 dass nach P.-falciparum Invasion, rote Blutkörperchen bis 100 steifere als gesunde rote Blutkörperchen der Zeiten werden, viel mehr dachten als vorher.  Dieser Verlust der Formbarkeit kann Zellgroß beeinträchtigen' Fähigkeit, kleine Kapillaren durchzufließen. Sie bestimmten später, wie infizierte rote Blutkörperchen eine viel größere Tendenz haben, an gegenseitig und an den Wänden von Blutgefäßen festzuhalten mengenmäßig und ließen sie, zusammen aufzuhäufen.

Zusammen können jene zwei biomechanischen Änderungen die Menge des Sauerstoffes drastisch verringern viele Gewebe erreichend und Opfer, typische Malariaanzeichen wie Anämie zu erleiden, Kopfschmerzen und Muskelermüdung und möglicherweise Nierenversagen oder Tod auffordern.

Vor kurzem, arbeitete Suresh mit Physikern im George Harrison-Spektroskopie-Labor MITS zusammen, um zu zeigen, dass Malariainfektion auch Membranen des roten Blutkörperchens veranlaßt, ihre Fähigkeit zu verlieren zu vibrieren. Jene Schwingungen, die Anzeiger der Gesundheit einer Zelle sind, waren vorher unmöglich, für die gesamte Zelle zu studieren, weil sie in den Billionsten eines Meters gemessen werden und in gerade Mikrosekunden aufzutreten gewesen.

Suresh und Kollegen studieren jetzt die Rolle eines bestimmten Proteins, das scheint, die Formbarkeitsänderungen in den roten Blutkörperchen zu steuern. Ihre Arbeit könnte zu neue Drogen, die das Protein anvisieren, wie RESA führen.

Alle diese Studien wurden durch die Entwicklung der neuen Technologie, wie optische Pinzette ermöglicht, microfluidics und Anwendung von den Technologien nicht traditionsgemäß angewendet an den biologischen Anlagen, wie den Mikroskopietechniken, die im MIT-Spektroskopie-Labor verwendet wurden. Vor „Die Meisten Sachen, die wir in der Lage gewesen sind zu tun, konnten nicht 10 Jahren erfolgt worden sein. Die experimentellen und Computerhilfsmittel existierten nicht,“ sagte Suresh.

Suresh sagte, er hofft, dass jene Baumuster von interdisziplinären Studien, an MIT und anderswo weiterverbreitet werden. Bereiche wie Genetik, Nanotechnologie, microfluidics und Ingenieurinformatik haben viel, zum der Studie der menschlichen Krankheit anzubieten, sagte er. „Wir haben die Gelegenheit, etwas neu und eindeutig zu finden.“

Quelle: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 16:13

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