Minisonda, która rzuca światło na choroby neurodegeneracyjne
Ponieważ urodzeni w okresie wyżu demograficznego w całej Europie osiągają podeszły wiek, coraz liczniej występują choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, Creutzfeldta-Jakoba i Parkinsona. Wiadomo, że małe cząsteczki sygnalizacyjne na poziomie komórkowym, tzw. cytokiny, odgrywają kluczową rolę w wywoływaniu schorzeń neurozapalnych, ale ich obserwacja i kontrola stanowiły dotąd ogromne wyzwanie. Postęp w tej dziedzinie umożliwi powołany w ramach Siódmego Programu Ramowego UE projekt Cell-Microprobe. Jak sugeruje nazwa, w toku projektu opracowano mikrosondy do stymulowania pojedynczych komórek nerwowych i wykrywania związków sygnalizujących stan zapalny w czasie rzeczywistym. Cel ten wymagał skonstruowania miniaturowej – czyli uzyskanej w procesie mikrofabrykacji – sondy elektrochemicznej (EP), która ma płaską końcówkę o szerokości 200 µm z czterema niezależnymi mikroelektrodami, każda o długości 20 µm, rozmieszczonymi co 20 µm. Nowa sonda rzuciła światło na dynamikę wydzielania izolowanych komórek, zapoczątkowując innowacyjne podejście do biowykrywania. Polega ono na dużo większym zbliżeniu części czujnikowej sondy (elektrod funkcjonalizowanych za pomocą przeciwciał) do komórki w celu wykrycia wydzielonych białek. Testy nowych metod pokazały, że sonda była niemal dwukrotnie bardziej skuteczna niż poprzednie metody pod względem koncentrowania krytycznych cząsteczek białek, przyczyniając się do poprawy warunków obserwacji. Ponadto z obliczeń wynika, że proces wykrywania można przeprowadzić w ciągu 10 minut, czyli w czasie przystającym do faktycznego tempa uwalniania protein. Niemniej jednak potrzebne było usprawnienie systemu pod kątem wykrywania antygenów. Dlatego zespół wprowadził palladowe nanostruktury na czubku elektrod sondy, dzięki czemu powierzchnia przewodząca stała się 10 razy efektywniejsza niż dotychczas. Zdaniem zespołu ta nanostrukturalna technika pomoże w niedalekiej przyszłości uzyskać poprawę unieruchamiania nanociał oraz właściwości sondy w zakresie biowykrywania. Oznacza to, że społeczność naukowa jest bliższa zrozumienia chorób neurodegeneracyjnych oraz, jak można mieć nadzieję, ich skuteczniejszego leczenia we wczesnym stadium.
