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

MIT Profesor Menjelaskan Kemajuan dalam Memahami Malaria Menggunakan Nanoteknologi

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Meskipun teknik telah lama memainkan peran kunci dalam mengembangkan teknologi untuk mendiagnosa dan mengobati penyakit manusia, itu hanya baru-baru ini mulai berdampak pada pemahaman dasar seluler dan molekuler penyakit.

Dalam dekade terakhir ini, insinyur telah mulai membuat kontribusi besar untuk penyakit pemahaman seperti malaria, penyakit darah herediter dan kanker, menurut Subra Suresh, mantan dekan Sekolah Teknik MIT.

Direktur NSF dan Sekolah Teknik mantan Dekan Subra Suresh.

Dalam pembicaraan di MIT pada Kamis, 9 Desember, Suresh, yang cuti sebagai Vannevar Bush Profesor Teknik di MIT dan sekarang direktur National Science Foundation, diuraikan beberapa cara di mana penelitian interdisipliner telah menyebabkan pemahaman baru tentang manusia penyakit, terutama malaria.

Suresh dipilih untuk memberikan Daud B. Kuliah Schauer, didirikan untuk menghormati MIT profesor teknik biologi, yang meninggal pada Juni 2009. Schauer mengabdikan karirnya untuk mempelajari penyakit bakteri, dengan fokus khusus pada pemahaman bagaimana infeksi bakteri di saluran pencernaan menyebabkan kondisi seperti penyakit radang usus, hepatitis dan kanker.

Suresh prestasi dalam membawa perspektif rekayasa untuk mempelajari penyakit manusia membuatnya menjadi pilihan yang jelas untuk kuliah, kata James Fox, profesor kedokteran komparatif dan rekayasa biologi, yang memperkenalkan Suresh. "Penemuan-Nya mengenai hubungan antara nanomechanics dan malaria telah membentuk bidang-bidang baru di persimpangan disiplin tradisional," kata Fox.

Suresh, yang telah mengadakan janji di MIT Departemen Ilmu dan Teknik Material, Teknik Biologi, Teknik Mesin dan Divisi Ilmu Kesehatan dan Teknologi, pertama kali tertarik dalam mempelajari penyakit menular sekitar delapan tahun lalu.

"Perspektif insinyur dapat membawa ke bidang yang tampaknya terpisah seperti penyakit menular dapat sangat bermanfaat dalam mencoba untuk tidak hanya memahami mekanisme penyakit menular manusia, tetapi juga mengembangkan teknologi baru untuk diagnosa dan terapi," kata Suresh.

Sebuah pandangan baru malaria

Sebagai ahli dalam nanoteknologi, Suresh memutuskan untuk mempelajari bagaimana perubahan mekanik pada tingkat sel dapat mempengaruhi penyakit manusia. Secara khusus, ia terfokus pada pemahaman bagaimana parasit malaria mengubah baik kekakuan dan kekakuan sel darah merah, yang mencegah sel-sel darah merah dari memberikan oksigen ke seluruh jaringan tubuh.

Malaria menginfeksi sekitar 400 juta orang di seluruh dunia setiap tahun, dan membunuh antara 1 juta dan 3 juta. Dua parasit - Plasmodium falciparum dan Plasmodium vivax - banyak menyebabkan penyakit, tetapi Suresh telah difokuskan pada P. falciparum karena baik mematikan dan setuju untuk budaya di laboratorium.

Malaria ditularkan oleh nyamuk, yang melepaskan parasit ke dalam aliran darah korban manusia sebagai mereka makan. Setelah mereproduksi dalam hati selama beberapa hari, parasit memasuki sel darah merah, di mana mereka berulang kali menjalani siklus hidup 48-jam. Pada akhir setiap siklus, parasit lebih banyak dilepaskan untuk menginfeksi sel darah tambahan.

Menggunakan "pinset optik" (suatu teknik yang melibatkan peregangan lembut sel dengan dua manik-manik dikendalikan oleh laser), Suresh dan rekan-rekannya menemukan pada 2005 bahwa setelah invasi P. falciparum, sel-sel darah merah menjadi hingga 100 kali lebih keras dari yang sehat sel darah merah, jauh lebih daripada yang diperkirakan sebelumnya. Hilangnya deformabilitas dapat sangat mengganggu kemampuan sel untuk mengalir melalui kapiler kecil. Mereka kemudian dihitung bagaimana sel darah merah yang terinfeksi memiliki kecenderungan lebih besar untuk menempel satu sama lain dan dengan dinding pembuluh darah, membuat mereka mengumpul.

Bersama, dua perubahan biomekanik secara dramatis dapat mengurangi jumlah oksigen yang mencapai jaringan banyak, mendorong korban untuk menderita gejala malaria khas seperti kelelahan anemia, sakit kepala dan otot, dan berpotensi gagal ginjal atau kematian.

Baru-baru ini, Suresh berkolaborasi dengan fisikawan di MIT George Harrison Spektroskopi Lab untuk menunjukkan bahwa infeksi malaria juga menyebabkan membran sel darah merah kehilangan kemampuan mereka untuk bergetar. Mereka getaran, yang merupakan indikator kesehatan sel, sebelumnya telah tidak mungkin untuk belajar seluruh sel karena mereka diukur dalam billionths meter dan terjadi pada mikrodetik saja.

Suresh dan rekan sedang mempelajari peran protein tertentu yang muncul untuk mengontrol perubahan deformabilitas dalam sel darah merah. Pekerjaan mereka dapat menyebabkan obat baru yang menargetkan protein, seperti Resa.

Semua studi ini dimungkinkan oleh perkembangan teknologi baru, seperti pinset optik, mikrofluida dan penerapan teknologi tradisional tidak diterapkan pada sistem biologis, seperti teknik mikroskopi yang digunakan di MIT Lab Spektroskopi. "Kebanyakan hal yang kita telah mampu tidak bisa dilakukan 10 tahun lalu. Alat eksperimental dan komputasi tidak ada, "kata Suresh.

Suresh mengatakan dia berharap orang-orang jenis studi interdisipliner akan menjadi lebih luas, di MIT dan tempat lain. Bidang seperti genetika, nanoteknologi, dan rekayasa komputasi mikrofluida memiliki banyak untuk menawarkan studi penyakit manusia, katanya. "Kami memiliki kesempatan untuk menemukan sesuatu yang baru dan unik."

Sumber: http://web.mit.edu/

Last Update: 3. October 2011 09:35

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