Dat zeggen onderzoekers van de Universiteit van Cambridge, Cornell University en Stanford University
De apparaten werden op chips gevormd en bewaardoriëntatie en functionaliteit van het celmembraan, en zijn met succes gebruikt om de activiteit van ionkanalen, een klasse eiwitten in menselijke cellen, te controleren. Ze zijn het doelwit van meer dan 60% van de goedgekeurde farmaceutische geneesmiddelen.
Celmembranen spelen daarin een centrale rolbiologische signalering, alles onder controle, van pijnstilling tot virusinfectie. Ze fungeren als 'poortwachter' tussen de cel en de buitenwereld. Het team besloot om een sensor te creëren die alle kritieke aspecten van het celmembraan - de structuur, vloeibaarheid en controle van ionenbeweging - behoudt zonder de moeizame stappen die nodig zijn om het celleven te behouden.
Het toestel maakt gebruik van een elektronische chiphet meten van veranderingen in het bovenliggende membraan dat uit de cel is gehaald. Hierdoor kunnen wetenschappers veilig en gemakkelijk begrijpen hoe een cel met de buitenwereld omgaat.
Onderzoekers hebben een "membraan op een chip" ontwikkeldmenselijke cellen, waardoor we continu kunnen monitoren hoe geneesmiddelen en infectieuze agentia met onze cellen interageren, en binnenkort kunnen we mogelijke COVID-19-kandidaat-geneesmiddelen testen. Krediet: Susan Daniel / Cornell University
De nieuwe uitvinding combineert celmembranen metgeleidende polymeerelektroden en transistors. Om membranen op een chip te maken, optimaliseerde het Cornell University-team eerst het proces van het maken van membranen uit levende cellen, en verbond ze vervolgens, in samenwerking met een team uit Cambridge, met polymeerelektroden zodat hun volledige functionaliteit behouden bleef. Gehydrateerde geleidende polymeren zorgen voor een meer "natuurlijke" omgeving voor celmembranen en zorgen voor een betrouwbare controle van de functie ervan.
Het team van Stanford heeft polymeer geoptimaliseerdelektroden voor het volgen van veranderingen in membranen. Het apparaat is niet langer afhankelijk van levende cellen. Ze zijn technisch vaak moeilijk te onderhouden en vereisen veel aandacht, en metingen kunnen gedurende een lange periode worden voortgezet.
Omdat membranen zijn gemaakt van mensencellen, het is als een biopsie van het oppervlak van die cel - wetenschappers hebben al het materiaal dat aanwezig moet zijn, inclusief eiwitten en lipiden, maar het is geen probleem om levende cellen te gebruiken.
Dit type screening wordt doorgaans door de farmaceutische industrie uitgevoerd met levende cellen, maar het apparaat van onze wetenschappers biedt een eenvoudiger alternatief.
Tot op heden is het doel van de studie,Gesteund door financiering van het Amerikaanse Defense Research Projects Agency (DARPA), moest het laten zien hoe virussen zoals griep omgaan met cellen. DARPA heeft nu aanvullende financiering verstrekt om de doeltreffendheid van het apparaat te testen bij het op een veilige en effectieve manier screenen van potentiële kandidaat-geneesmiddelen voor COVID-19.
Gezien de aanzienlijke risico's die eraan verbonden zijnOnderzoekers die werken aan SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, zullen zich richten op het maken van virale membranen en deze versmelten met chips. Wetenschappers kunnen mogelijk nieuwe medicijnen of antilichamen identificeren om virale pieken te neutraliseren die worden gebruikt om de gastheercel binnen te dringen. Deze werkzaamheden starten naar verwachting op 1 augustus.
Lees ook
Duitsland werd de eerste grote economie die kolen en kernenergie stopzette
Het bleek dat de Maya-beschaving hun steden verliet
Kijk naar de kale kern van een gigantische planeet: wetenschappers hebben zo'n eerste keer gevonden