Tehnica șoarecilor transparenți a prof. Ali Ertürk, o revoluție pentru testarea medicamentelor anticancer

Progresul biotehnologiei oncologice impune testarea continuă a diferitelor medicamente și metode terapeutice. Obținerea unor rezultate corecte și identificarea tratamentelor cu adevărat eficiente sunt însă adesea procese complicate și dificile. Îmbunătățirea lor ar putea permite rezultate mai rapide și mai eficiente în lupta cu cancerul. Aici intervine o nouă tehnologie: șoarecii transparenți.

Cum funcționează tehnologia șoarecilor transparenți?

În 2018, la centrul de cercetare Helmholtz München, prof. Ali Ertürk a descoperit cum să facă un șoarece transparent. Acum, echipa sa a perfecționat tehnologia folosind substanțe chimice pentru evidențierea anumitor tipuri de țesut. Astfel, țesuturile pot fi scanate cu detalii fără precedent.

Metoda poate identifica tumori mici care nu puteau fi detectate anterior. Acest lucru este important pentru a demonstra că medicamentele pot elimina tumorile la șoareci înainte de testarea lor la oameni. Cercetarea ar putea aduce cercetării medicale un progres revoluționar.

O nouă eră în testarea medicamentelor

Noua metodă de scanare ar putea schimba complet procesul de testare a medicamentelor anticancer. Eficacitatea lor este testată de obicei mai întâi la șoareci, iar metoda ar putea face aceste teste mai eficiente. 

Prof. Ertürk afirmă că metoda poate detecta chiar și tumori foarte mici pe care MRG (imagistica prin rezonanță magnetică) și scanările PET nu le pot vedea. Este important pentru demonstrarea capacității medicamentelor de a elimina tumorile la șoareci înaintea testelor pe oameni.

Transparentizarea șoarecilor și testarea eficacității medicamentelor

În mod normal, șoarecii de laborator sunt expuși cancerului, iar progresia tumorii este urmărită prin scanări clasice. Primesc apoi medicamentul testat și sunt scanați din nou pentru a vedea dacă tratamentul a produs vreo diferență.

Metoda prof. Ertürk poate fi folosită numai la șoareci morți. După expunerea la cancer, aceștia sunt transparentizați și scanați prin noua tehnică. Pentru testarea eficacității unui medicament ar fi suficientă transparentizarea câtorva șoareci.

Metoda lui Ertürk (jos) arată țesutul tumoral mai detaliat. Scanarea convențională (sus, alb) prezintă numai cele mai mari concentrații tumorale.

Detaliile studiului

Potrivit articolului publicat în Nature Biotechnology la 10 iulie 2023, prof. Ali Ertürk și echipa au dezvoltat o nouă tehnică numită „wildDISCO”. Este o metodă chimică ce permite anticorpilor IgG standard să pătrundă în întregul corp al șoarecelui. Poate fi folosită pentru cartografierea structurii moleculare și distribuției celulelor în tot corpul, ajutând la înțelegerea sistemelor răspândite în întregul organism, precum sistemul nervos.

WildDISCO se bazează pe extracția colesterolului (îndepărtarea moleculelor de grăsime din țesut) pentru a permite anticorpilor standard să pătrundă în întregul corp al șoarecelui. Aceasta asigură pătrunderea uniformă prin straturile de țesut, mușchi și oase. Tehnica oferă hărți ale tipurilor celulare și distribuției proteinelor în întregul corp.

Studiul poate ajuta la înțelegerea sistemelor răspândite în tot organismul, mai ales a sistemului nervos. Acesta formează o rețea complexă între organe, dar nu se cunoaște încă exact distribuția ei sau tipurile de celule implicate. WildDISCO poate fi folosită pentru a răspunde unor astfel de întrebări.

Tehnica permite și cartografierea altor sisteme din corpul șoarecelui, precum sistemul limfatic. Acesta reglează circulația lichidelor și este o componentă importantă a imunității. Arătând distribuția celulelor și proteinelor din sistemul limfatic, WildDISCO ne ajută să înțelegem mai bine cum funcționează aceste sisteme împreună.

Tehnica poate identifica și structuri sau tipuri celulare rare. Cercetătorii pot, de exemplu, identifica grupuri rare de celule imune (structuri limfoide terțiare) apărute la șoareci cu cancer. Ele pot spori răspunsul imun în țesuturile canceroase și pot fi o țintă potențială de tratament.

Tehnologia și cancerul: posibilități viitoare

Tehnologia de scanare ne poate ajuta să înțelegem mai bine dezvoltarea unor boli precum cancerul. Observarea efectelor diferitelor medicamente și tratamente în contextul întregului corp le poate oferi cercetătorilor o perspectivă mai largă.

Un alt avantaj este stocarea online a imaginilor 3-dimensionale: cercetătorii pot folosi biblioteca pentru propriile experimente sau pentru examinarea diferitelor părți ale animalului. Prof. Ertürk crede că tehnologia ar putea reduce de zece ori utilizarea animalelor de laborator.

Tehnologia nu se limitează la șoareci și poate fi folosită la orice fel de animal. Ar putea fi utilizată chiar și pentru transparentizarea țesuturilor și organelor umane.

Concluzie

Tehnologia șoarecilor transparenți și noua metodă de scanare sunt inovații încurajatoare pentru știință. Pot ajuta la înțelegerea dezvoltării bolilor și efectelor tratamentelor. Evoluția tehnologiei ne poate ajuta să găsim noi modalități de detectare, tratare și prevenire a cancerului. Toate acestea pot fi considerate un pas important în lupta împotriva cancerului.

Cine este Ali Ertürk? Educația sa

Ertürk a crescut în Turcia. Și-a încheiat licența la Departamentul de Biologie Moleculară și Genetică al Universității Bilkent din Ankara. În timpul facultății a făcut două stagii de vară în laboratoare de neurobiologie din SUA, la Yale Medicine și Harvard Medicine. Până atunci nu petrecuse timp într-un laborator de cercetare, nu părăsise Turcia și nu zburase cu avionul. „Pentru mine a fost ceva foarte important” , spune el. Pentru doctoratul în neuroștiințe a mers la Institutul Max Planck de Neurobiologie, unde a lucrat cu tehnologii de imagistică și clarificare a țesuturilor. A făcut fotografii, reunind lumea reală și cea microscopică. „Îmi place să fotografiez, mai ales noaptea.” Îi plac cărțile audio; cumpără 70-80 de cărți pe an.

Cel care îi este lui Ertürk mentor și este CEO al Helmholtz München, Matthias Tschöp, a spus că, îmbinând „ingineria de nouă generație” cu AI (inteligența artificială), au pornit să transforme biomedicina . „Prin expertiza sa în biomedicina sistemelor, imagistica de înaltă rezoluție și inteligența artificială, Ali Ertürk întruchipează cercetătorul «hibrid» de care avem nevoie astăzi pentru a combate amenințările tot mai mari asupra sănătății societății” , spune el. Dincolo de realizările științifice, „Ali are o minte contagios de creativă.” Un gânditor sintetic, cu abilități impresionante de artist și fotograf.