«Lasers cellulaires» minuscules pourraienit aider cibler le traitements du cancer
Pour la première fois, les scientifiques ont injecté des lasers dans les cellules, ce qui les rend allument de l'intérieur, une avance qui pourrait un jour aider les problèmes de traiter à l'intérieur du corps humain telles que le cancer, les chercheurs disent.
Les faisceaux laser sont créés à partir des réactions en chaîne dans laquelle les atomes excités stimulent l'autre. Ces réactions en chaîne ont souvent besoin de chambres bordées de miroirs, dans lequel la lumière peut rebondir autour, et en arrière, pour stimuler les atomes dans ces chambres.
Maintenant, les scientifiques ont découvert comment créer des chambres sphériques miniatures de miroirs qui peuvent être placés dans des cellules - soit des chambres douces en gouttelettes d'huile ou des chambres dures de perles solides de polystyrène, la même matière plastique utilisé dans la mousse de polystyrène. Les interactions entre les surfaces de ces gouttelettes et perles font leurs parois intérieures agissent comme des miroirs à certaines fréquences de lumière.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs chargés de ces chambres microscopiques avec des molécules de colorant fluorescent, et quand les scientifiques ont utilisé de courtes impulsions de lumière pour exciter les colorants, les chambres ont donné de la lumière laser. Dans les expériences, ces "microlasers intracellulaires" fait peau de porc et les droits de cellules tumorales allument.
Chaque chambre a généré des quantités négligeables de chaleur - moins de 1,8 degrés Fahrenheit (1 degré Celsius), ce qui suggère que les lasers peuvent être utilisés en toute sécurité dans les cellules, les enquêteurs ont dit.
«Nous avons longtemps été intéressé à faire des lasers à partir de matériaux biologiques", a déclaré étude auteur principal Andy Seok-Hyun Yun, un chercheur biomédical à la Harvard Medical School. "Maintenant, nous avons quelque chose que nous pouvons mettre dans les cellules, qui peut être injecté ou implanté dans le corps ".
Les lasers sont souvent utilisés dans les thérapies - par exemple, pour déclencher des médicaments activés par la lumière seulement quand et où les lasers sont brillèrent, et non à d’autres moments ou dans d’autres endroits du corps. Les lasers sont aussi souvent utilisés pour balayer le corps pour des problèmes tels que des cavités ou des cancers.
Une limitation majeure de ces types d'applications médicales, cependant, "est qu'ils ne peuvent être utilisés là où la lumière peut pénétrer", a déclaré Yun Live Science. En revanche, la nouvelle technique met les lasers dans les cellules, permettant ainsi des lasers pour "atteindre plus d'endroits à l'intérieur du corps", a ajouté Yun.
Les chercheurs ont également noté que la lumière que les gouttelettes d'huile émis était très sensible aux conditions à l’intérieur des cellules. En analysant attentivement les changements dans les longueurs d’onde de ces lasers miniatures dégagent, les scientifiques "peut dire ce qui se passe à l’intérieur des cellules », a déclaré Yun. Par exemple, pour la première fois, ils "pourraient mesurer les forces exercées par la cellule« squelette », le cytosquelette», a déclaré Yun.
Conditions de surveillance à l'intérieur des cellules pourrait être utile pour la recherche sur le cancer, Yun noté. "Lors des étapes ultérieures du cancer, il peut se propager à travers le corps - un processus connu sous le nom de métastases», a déclaré Yun. "Il doit pénétrer dans les tissus, pénétrer dans les vaisseaux sanguins, se rendre à un autre endroit, éclater des vaisseaux sanguins et de rester dans des endroits éloignés dans le corps. Au cours de ce processus, les réponses mécaniques des cellules changent, comme la façon dont ils se faufiler à travers les environnements, combien de force qu'ils exercent dans le tissu.
«Être capable de mesurer les propriétés mécaniques des cellules cancéreuses dans les différentes étapes pourraient vous donner une idée de la façon de prévenir les métastases ", a déclaré Yun.
Les chercheurs ont également constaté que les couleurs de la lumière que les billes de plastique émises peuvent varier considérablement en fonction de leur diamètre et quelle combinaison de colorants qu'ils portaient. Les scientifiques ont dit qu'ils pourraient développer environ 200 milliards d'étiquettes à base de laser uniques pour les cellules, chacune composée de trios de perles de différentes tailles et des colorants.
Ces marqueurs pourraient aider les chercheurs à étudier des maladies telles que le cancer. "Il y a des milliards de cellules dans les tumeurs", a déclaré Yun. "Il pourrait être intéressant de marquer les cellules dans les tumeurs et de voir ce qui leur arrive lorsque les tumeurs se propagent- ce que les cellules à l'intérieur des tumeurs quittent, quand ils partent et où ils laissent Ce pourrait nous dire beaucoup de choses sur la façon dont les cancers se propagent, et peut-être. Comment les arrêter de se propager ".
Les recherches futures peut enquêter sur des chambres de miroirs de différentes formes - comme les cylindres, des anneaux et des disques - ainsi que celles faites de matériaux biodégradables qui peuvent être plus compatibles avec le corps que les matériaux utilisés dans cette étude.
Yun et son collègue Matjaž Humar détaillé leurs conclusions aujourd'hui en ligne (juillet 27) dans la revue Nature Photonics.
