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Il Professor Explains Progress del MIT nella Malaria di Comprensione Facendo Uso di Nanotecnologia

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Sebbene costruire lungamente abbia svolto un ruolo chiave nella tecnologia di sviluppo per la diagnostica ed il trattamento della malattia umana, recentemente ha cominciato soltanto avere un impatto sulla comprensione della base cellulare e molecolare della malattia.

Negli ultimi dieci anni o così, gli ingegneri hanno cominciato dare i contributi importanti alle malattie di comprensione quali malaria, le malattie del sangue ereditarie ed il cancro, secondo Subra Suresh, ex decano del Banco del MIT di Assistenza Tecnica.

Direttore del NSF e precedente Banco di Decano Subra Suresh di Assistenza Tecnica.

In una conversazione al MIT giovedì 9 dicembre, Suresh, che è in permesso come il Professor di Vannevar Bush di Assistenza Tecnica al MIT ed è ora Direttore del National Science Foundation, ha descritto parecchi modi in cui la ricerca interdisciplinare piombo a nuova comprensione della malattia umana, particolarmente malaria.

Suresh è stato scelto per dare il primo David B. Schauer Lecture, stabilita per onorare il professor del MIT di assistenza tecnica biologica, che è morto nel giugno 2009. Schauer votato la sua carriera allo studio sulle malattie batteriche, con un'attenzione particolare sulla comprensione come l'infezione batterica nel tratto gastrointestinale piombo ai termini quali la malattia, l'epatite ed il cancro infiammatori di viscere.

I risultati di Suresh nel portare una prospettiva di assistenza tecnica allo studio sulla malattia umana gli hanno operato una scelta ovvia per la conferenza, hanno detto il Fox di James, il professor di medicina comparativa e di assistenza tecnica biologica, che ha presentato Suresh. “Le Sue scoperte per quanto riguarda le connessioni fra il nanomechanics e la malaria hanno modellato i nuovi campi all'intersezione delle discipline tradizionali,„ ha detto il Fox.

Suresh, che ha tenuto le nomine nei Dipartimenti del MIT di Scienza ed Assistenza Tecnica dei Materiali, Assistenza Tecnica Biologica, l'Ingegneria Meccanica e la Divisione delle Scienze e Tecnologie di Salubrità, in primo luogo è stato interessato nello studio delle malattie infettive circa otto anni fa.

“La prospettiva che un ingegnere può portare ai campi apparentemente disparati quale la malattia infettiva può essere molto utile nella prova non solo di capire i meccanismi della malattia infettiva umana, ma nuova tecnologia anche di sviluppo per i sistemi diagnostici e la terapeutica,„ Suresh ha detto.

Una nuova visualizzazione di malaria

Come esperto in nanotecnologia, Suresh ha deciso di studiare come i cambiamenti meccanici al livello cellulare possono influenzare la malattia umana. Specificamente, ha messo a fuoco sulla comprensione come il parassita di malaria altera sia la rigidezza che la viscosità dei globuli rossi, che impedisce ai globuli rossi di consegnare l'ossigeno a tutti i tessuti dell'organismo.

La Malaria infetta circa 400 milione di persone universalmente ogni anno e le uccisioni fra 1 milione e 3 milioni. Due parassiti - falciparum del Plasmodio e vivax del Plasmodio - ampiamente causano la malattia, ma Suresh ha messo a fuoco sul falciparum del P. perché è sia più micidiale che favorevole a cultura in laboratorio.

La Malaria è trasmessa dalle zanzare, che scaricano il parassita nella circolazione sanguigna della vittima umana mentre alimentano. Dopo la riproduzione nel fegato per parecchi giorni, i parassiti entrano nei globuli rossi, in cui subiscono ripetutamente un ciclo di vita di 48 ore. All'estremità di ogni ciclo, più parassiti sono rilasciati per infettare i globuli supplementari.

Facendo Uso “delle pinzette ottiche„ (una tecnica che comprende delicatamente allungare le celle con due perle gestite dai laser), Suresh ed i suoi colleghi hanno scoperto nel 2005 che dopo l'invasione di falciparum del P., i globuli rossi diventano fino a 100 globuli rossi in buona salute più rigidi di volte, molto più precedentemente hanno pensato.  Questa perdita di deformabilità può notevolmente alterare la capacità delle cellule di attraversare i capillari minuscoli. Più successivamente hanno quantificato come i globuli rossi infettati hanno una tendenza molto maggior ad attaccare ad una un altro ed alle pareti dei vasi sanguigni, facendoli per agglutinarsi insieme.

Insieme, quei due cambiamenti biomeccanici possono diminuire drammaticamente la quantità di ossigeno che raggiunge molti tessuti, spingente le vittime a soffrire i sintomi tipici di malaria quale l'anemia, emicrania ed affaticamento muscolare e potenzialmente insufficienza renale o morte.

Più recentemente, Suresh ha collaborato con i fisici nel Laboratorio della Spettroscopia di George Harrison del MIT per indicare che l'infezione di malaria egualmente induce le membrane di globulo rosso a perdere la loro capacità di vibrare. Quelle vibrazioni, che sono indicatori della salubrità delle cellule, precedentemente erano state impossibli da studiare per l'intera cella perché sono misurate in billionths di un metro e da accadere appena nei microsecondi.

Suresh ed i colleghi ora stanno studiando il ruolo di una proteina particolare che sembra gestire i cambiamenti di deformabilità in globuli rossi. Il Loro lavoro potrebbe piombo alle nuove droghe che mirano alla proteina, quale RESA.

Tutti questi studi sono stati permessi tramite lo sviluppo di nuova tecnologia, quali le pinzette, il microfluidics e l'applicazione ottici delle tecnologie applicate non tradizionalmente ai sistemi biologici, quali le tecniche di microscopia utilizzate nel Laboratorio della Spettroscopia del MIT. “La Maggior Parte delle cose che abbiamo potuti fare non potrebbero essere fatte 10 anni fa. Gli strumenti sperimentali e di calcolo non sono esistito,„ ha detto Suresh.

Suresh ha detto spera che quei tipi di studi interdisciplinari diventassero più diffusi, al MIT ed altrove. I Campi quali la genetica, la nanotecnologia, il microfluidics e l'assistenza tecnica di calcolo hanno molto per offrire lo studio sulla malattia umana, ha detto. “Abbiamo l'opportunità di trovare qualche cosa di nuovo ed unico.„

Sorgente: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 15:05

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