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

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

MIT professor Förklarar framsteg i förståelsen av malaria med hjälp av nanoteknik

Published on December 14, 2010 at 1:15 AM

Även verkstadsindustrin har länge spelat en viktig roll i utvecklingen av teknik för att diagnostisera och behandla sjukdomar hos människan, har först nyligen börjat påverka förståelse av cellulära och molekylära grunden för sjukdom.

Under det senaste decenniet eller så, har ingenjörer började göra stora insatser för att förstå sjukdomar som malaria, ärftliga blodsjukdomar och cancer, enligt Subra Suresh, tidigare dekanus vid MIT: s School of Engineering.

NSF direktör och tidigare Högskolan i Jönköping Dean Subra Suresh.

I ett tal vid MIT torsdagen den 9 december, Suresh, som är på permission som Vannevar Bush professor i teknik vid MIT och är nu chef för National Science Foundation, som beskrivs flera sätt på vilka tvärvetenskapliga forskning har lett till ny förståelse för mänskliga sjukdomar, särskilt malaria.

Suresh har valt att ge den första David B. Schauer Föreläsning, inrättades för att hedra MIT professor i bioteknik, som dog i juni 2009. Schauer ägnat sin karriär åt att studera bakteriesjukdomar, med särskilt fokus på att förstå hur bakteriell infektion i mag-tarmkanalen leder till sjukdomar såsom inflammatorisk tarmsjukdom, hepatit och cancer.

Suresh har lyckats med att föra en teknisk perspektiv på studiet av mänskliga sjukdomar gjorde honom till ett självklart val för föreläsningen, säger James Fox, professor i komparativ medicin och bioteknik, som introducerade Suresh. "Hans upptäckter om sambanden mellan nanomekanik och malaria har format nya fält i gränslandet mellan traditionella discipliner", säger Fox.

Suresh, som har haft uppdrag i MIT: s avdelningar för materialvetenskap och teknik, bioteknik, maskinteknik och avdelningen för vårdvetenskap och teknik, först blev intresserade av att studera infektionssjukdomar cirka åtta år sedan.

"Perspektivet en ingenjör kan ta med till synes olika områden som infektionssjukdomar kan vara mycket fördelaktigt att försöka att inte bara förstå mekanismerna för mänskliga infektionssjukdomar, men också att utveckla ny teknik för diagnostik och behandling", Suresh sa.

En ny syn på malaria

Som expert inom nanoteknik, bestämde Suresh att studera hur mekaniska förändringar på cellnivå kan påverka mänskliga sjukdomar. Specifikt fokuserade han på att förstå hur malariaparasiten förändrar både styvhet och klibbar av röda blodkroppar, som förhindrar röda blodkroppar från att leverera syre till alla kroppens vävnader.

Malaria infekterar ungefär 400 miljoner människor i världen varje år och dödar mellan 1 miljon och 3 miljoner. Två parasiter - Plasmodium falciparum och Plasmodium vivax - orsakar stor sjukdomen, men Suresh har fokuserat på P. falciparum eftersom det är både dödligare och mottaglig för kulturen i laboratoriet.

Malaria överförs av myggor, som släpper parasiten till den mänskliga offrets blodomlopp som de foder. Efter att återge i levern i flera dagar, parasiterna in röda blodkroppar där de upprepade gånger genomgår en 48-timmars livscykel. Vid slutet av varje cykel, fler parasiter ut att infektera fler blodkroppar.

Använda "optisk pincett" (en teknik som innebär att försiktigt stretching celler med två pärlor kontrolleras av lasrar), Suresh och hans kollegor upptäckte 2005 att efter P. falciparum invasion, röda blodkroppar blir upp till 100 gånger styvare än friska röda blodkroppar, mycket mer än man tidigare trott. Denna förlust av deformerbarhet kan kraftigt försämra cellernas förmåga att flyta genom små kapillärer. De kvantifieras senare hur infekterade röda blodkroppar har en mycket större tendens att fastna varandra och till väggarna i blodkärl, vilket gör dem klumpar ihop sig.

Tillsammans kan dessa två biomekaniska förändringar dramatiskt minska mängden syre som når många vävnader, vilket fick offren att lida typiska malaria symtom som anemi, huvudvärk och muskeltrötthet, och eventuellt njursvikt eller död.

På senare tid samarbetat Suresh med fysiker i MIT: s George Harrison spektroskopi Lab att visa att malariainfektion också orsakar röda membran blodkroppar att förlora sin förmåga att vibrera. De vibrationer som är indikatorer på en cell hälsa, hade tidigare varit omöjligt att studera för hela cellen eftersom de mäts i miljarddels meter och förekommer i bara mikrosekunder.

Suresh och kollegor studerar nu betydelsen av ett särskilt protein som tycks styra deformerbarhet förändringar i röda blodkroppar. Deras arbete kan leda till nya läkemedel som riktar sig mot protein, såsom RESA.

Samtliga dessa studier har gjorts möjligt genom utveckling av ny teknik, såsom optisk pincett, mikrofluidik och tillämpning av teknik inte traditionellt tillämpas på biologiska system, såsom mikroskopi tekniker som används i MIT spektroskopi Lab. "De flesta av de saker vi har kunnat inte kunde ha gjorts för 10 år sedan. De experimentella och beräkningsmässiga verktyg inte fanns ", säger Suresh.

Suresh sa han hoppas dessa typer av tvärvetenskapliga studier kommer att bli mer utbredd, vid MIT och på andra håll. Områden som genetik, nanoteknologi, mikrofluidik och Computational Engineering har mycket att erbjuda att studera mänskliga sjukdomar, sade han. "Vi har möjlighet att hitta något nytt och unikt."

Källa: http://web.mit.edu/

Last Update: 3. October 2011 06:38

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