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Professor Explicação Progresso do MIT na Malária Compreensiva Usando a Nanotecnologia

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Embora projetar jogasse por muito tempo um papel chave na tecnologia se tornando para diagnosticar e tratar a doença humana, tem começado somente recentemente ter um impacto em compreender a base celular e molecular da doença.

Na última década ou Assim, os coordenadores começaram fazer contribuições principais para doenças compreensivas tais como a malária, doenças de sangue hereditárias e cancro, de acordo com Subra Suresh, decano anterior da Escola do MIT da Engenharia.

Director do NSF e antiga Escola do Decano Subra Suresh da Engenharia.

Em uma conversa no MIT quinta-feira 9 de dezembro, Suresh, que é na licença como o Professor de Vannevar Bush da Engenharia no MIT e é agora director do National Science Foundation, esboçou diversas maneiras em que a pesquisa interdisciplinar conduziu à compreensão nova da doença humana, especialmente malária.

Suresh foi escolhido dar o primeiro David B. Schauer Leitura, estabelecida para honrar o professor do MIT da engenharia biológica, que morreu em junho de 2009. Schauer devotou sua carreira ao estudo de doenças bacterianas, com um particular destaque em compreender como a infecção bacteriana no aparelho gastrointestinal conduz às condições tais como a doença, a hepatite e o cancro de entranhas inflamatório.

As realizações de Suresh em trazer uma perspectiva da engenharia ao estudo da doença humana fizeram-lhe uma escolha óbvia para a leitura, disseram-nas Fox de James, o professor da medicina comparativa e da engenharia biológica, que introduziu Suresh. “Suas descobertas em relação às conexões entre o nanomechanics e a malária deram forma a campos novos na intersecção de disciplinas tradicionais,” disse o Fox.

Suresh, que guardarou nomeações nos Departamentos do MIT da Ciência e a Engenharia de Materiais, Engenharia Biológica, Engenharia Mecânica e a Divisão de Ciências e de Tecnologia da Saúde, tornou-se primeiramente interessado em estudar doenças infecciosas aproximadamente oito anos há.

“A perspectiva que um coordenador pode trazer aos campos convenientemente díspares tais como a doença infecciosa pode ser muito benéfica na tentativa compreender não somente os mecanismos da doença infecciosa humana, mas nova tecnologia igualmente tornando-se para diagnósticos e terapêutica,” Suresh disse.

Uma ideia nova da malária

Como um perito na nanotecnologia, Suresh decidiu estudar como as mudanças mecânicas a nível celular podem influenciar a doença humana. Especificamente, centrou-se sobre a compreensão de como o parasita de malária altera a rigidez e a viscosidade de glóbulos vermelhos, que impede que os glóbulos vermelhos entreguem o oxigênio a todos os tecidos do corpo.

A Malária contamina aproximadamente 400 milhões de pessoas no mundo inteiro cada ano, e matanças entre 1 milhão e 3 milhões. Dois parasita - falciparum do Plasmodium e vivax do Plasmodium - causam extensamente a doença, mas Suresh focalizou no falciparum do P. porque é mais mortal e favorável à cultura no laboratório.

A Malária é transmitida pelos mosquitos, que liberam o parasita na circulação sanguínea da vítima humana enquanto alimentam. Após a reprodução no fígado por vários dias, os parasita inscrevem os glóbulos vermelhos, onde se submetem repetidamente a um ciclo de vida de 48 horas. Na extremidade de cada ciclo, mais parasita são liberados para contaminar glóbulos adicionais.

Usando “a pinça óptica” (uma técnica que envolvesse delicadamente esticar pilhas com os dois grânulos controlados por lasers), Suresh e seus colegas descobriram em 2005 que após a invasão do falciparum do P., os glóbulos vermelhos se transformam até 100 glóbulos vermelhos do que saudáveis mais duros das épocas, pensaram muito mais do que previamente.  Esta perda de deformabilidade pode extremamente danificar capacidade das pilhas' para correr através de capilares minúsculos. Determinaram mais tarde como os glóbulos vermelhos contaminados têm uma tendência muito maior colar a uma outra e às paredes de vasos sanguíneos, fazendo os para aglutinar-se junto.

Junto, aquelas duas mudanças biomecânicas podem dramàtica reduzir a quantidade de oxigênio que alcança muitos tecidos, alertando vítimas sofrer sintomas típicos da malária tais como a anemia, dor de cabeça e fadiga muscular, e potencial insuficiência renal ou morte.

Mais recentemente, Suresh colaborou com os físicos no Laboratório da Espectroscopia de George Harrison do MIT para mostrar que a infecção da malária igualmente faz com que as membranas de glóbulo vermelhas percam sua capacidade para vibrar. Aquelas vibrações, que são indicadores da saúde de uma pilha, tinham sido previamente impossíveis de estudar para a pilha inteira porque são medidas nos billionths de um medidor e de ocorrer apenas em microssegundos.

Suresh e os colegas estão estudando agora o papel de uma proteína particular que pareça controlar as mudanças da deformabilidade em glóbulos vermelhos. Seu trabalho poderia conduzir às drogas novas que visam a proteína, tal como RESA.

Todos estes estudos foram tornados possíveis pela revelação da nova tecnologia, tal como a pinça, o microfluidics e a aplicação ópticos das tecnologias aplicadas não tradicional aos sistemas biológicos, tais como as técnicas da microscopia usadas no Laboratório da Espectroscopia do MIT. “A Maioria das coisas que nós pudemos fazer não poderiam ter sido feitas 10 anos há. As ferramentas experimentais e computacionais não existiram,” disse Suresh.

Suresh disse espera que aqueles tipos de estudos interdisciplinars se tornarão mais difundidos, no MIT e em outra parte. Os Campos tais como genéticas, nanotecnologia, microfluidics e a engenharia computacional têm muito para oferecer o estudo da doença humana, disse. “Nós temos a oportunidade de encontrar algo novo e original.”

Source: http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 15:15

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