Les biologistes synthétiques de l'Université Rice ont trouvé un moyen de s'appuyer sur la technologie de surveillance du glucose utilisée dans les systèmes automatisés de dosage d'insuline et de la rendre universellement applicable pour la surveillance et le dosage de pratiquement tous les médicaments.
Dans une étude récemment publiée dans Mother nature Communications, des chercheurs du laboratoire de Caroline Ajo-Franklin ont démontré cette procedure en modifiant un capteur de glycémie pour détecter l'afimoxifène, un médicament anticancéreux, un inhibiteur d'œstrogènes que le corps des clients fabrique également après avoir pris du tamoxifène en chimiothérapie.
En s'appuyant sur une technologie de biodétection experienced disponible dans la plupart des pharmacies pour moins de 20 $, l'équipe d'Ajo-Franklin espère accélérer le développement de systèmes de dosage automatisés pour les chimiothérapies et autres médicaments ainsi que d'autres technologies de surveillance en temps réel des biomarqueurs dans le sang..
« Le rêve est de disposer d'une technologie similaire à celle disponible aujourd'hui pour surveiller et traiter les versions de la glycémie, et que cela soit vrai pour pratiquement n'importe quel médicament », a déclaré Ajo-Franklin, bioscientifique, chercheur en most cancers et directeur du Rice Artificial Biology Institute.. « Des thousands and thousands de personnes utilisent des glucomètres chaque jour. Si nous pouvons utiliser la même technologie de base pour surveiller d'autres médicaments et biomarqueurs, nous pourrions nous éloigner des régimes de dosage universels avec lesquels nous sommes coincés aujourd'hui. «
Le cœur de la technologie de surveillance de la glycémie est une réaction biochimique dans laquelle des protéines spécifiques se lient aux molécules de glucose et libèrent des électrons. Des hundreds of thousands de ces réactions se produisent en quelques secondes, créant un petit courant électrique proportionnel à la quantité de glucose présente dans l’échantillon de sang.
Rong Cai, associé de recherche postdoctoral et auteur principal de l'étude, a testé moreover de 400 variations légèrement modifiées de la protéine libérant des électrons et a trouvé une variation qui réagissait avec l'afimoxifène, réduisant ainsi la output de courant de la réaction du glucose dans le sang. Cela a permis à l'équipe de détecter la présence d'afimoxifène en comparant le courant produit par le take a look at de glucose régulier au courant réduit du exam modifié.
Pour démontrer la technologie dans un appareil électronique, l'équipe d'Ajo-Franklin a travaillé avec le groupe de recherche de l'ingénieur Rice et scientifique des matériaux Rafael Verduzco pour créer un capteur d'afimoxifène qui émettait un courant lorsque le médicament était détecté.
Ajo-Franklin a déclaré que son laboratoire travaillait déjà sur les deux moyens d'améliorer la sensibilité des assessments de dépistage de drogues à base de glucose et sur les méthodes permettant d'identifier rapidement les protéines oxydant le glucose capables de détecter des médicaments autres que l'afimoxifène.
« Le glucomètre est la pièce la as well as bien développée », a déclaré Cai. « Bien que notre objectif soit différent, il s'agit simplement d'ingénierie et de modification de la protéine à l'intérieur. À l'extérieur, tout sera toujours le même. Vous pouvez toujours faire le take a look at avec une bandelette ou sur votre bras. »
Elle a déclaré qu’une autre caractéristique clé de la technologie est qu’elle produit une puissance électrique.
« Si votre signal est électrique, vous pouvez le lire dans votre téléphone, stocker ses données dans votre téléphone, l'envoyer vers le cloud, peu importe », a déclaré Cai. « C'est ce mariage entre l'électricité et la biologie qui est très attrayant. »
Ajo-Franklin est professeur de biosciences à la Weiss Faculty of Purely natural Sciences et chercheur CPRIT en recherche sur le most cancers au Most cancers Prevention and Study Institute of Texas (CPRIT). Verduzco est professeur de génie chimique et biomoléculaire ainsi que de science des matériaux et de nano-ingénierie à la George R. Brown School of Engineering.
La recherche a été financée par le CPRIT (RR190063), la Countrywide Science Foundation (1828869, 2223678) et le Military Research Office environment (W911NF-22-1-0239).
