「蛍光」インビボバイオセンサーを用いたタンパク質の継続モニタリングシステム

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「蛍光」インビボバイオセンサーを用いたタンパク質の継続モニタリングシステム

モナシュ大学とクイーンズランド大学の研究チームが、「蛍光」インビボバイオセンサーを用いたタンパク質の継続モニタリングシステムを設計しました。心血管疾患や癌などの慢性健康合併症のより迅速でより効果的な治療につながる可能性があります。

Using an independent detection mechanism developed by the research team, involving fluorescent dyes, researchers created a biosensor from a well-known antibody that was able to ‘read out’ changes of the EGFR protein in real-time by monitoring detectable changes in the fluorescence spectra.
参照元：https://www.monash.edu/news/articles/continuous-monitoring-of-proteins-a-game-changer-for-patients-with-rapidly-deteriorating-conditions
– モナシュ大学 Monash University. 24 January 2021 –

概要：

EGFR（上皮成長因子受容体）タンパク質に結合する抗体を取り、経時的な血清溶液中のEGFRタンパク質の濃度を継続監視するシステムを構築
ヒトのEGFRタンパク質の増殖を検出できないのは、腫瘍の発症やアルツハイマー病のような病気の発症につながる
蛍光色素を含む独立した検出メカニズムを使用して、蛍光スペクトルの検出可能な変化を監視するシステムを構築
EGFRタンパク質の変化をリアルタイムで「読み取る」ことができるバイオセンサーを作成
本来なら、特定の時点で何か（血液、尿、組織）をサンプリングし、それを検査室に持ち込んで調査
タンパク質の動的変化、たとえば時間の経過とともに増加または減少するタンパク質レベルを監視することで、病気や治療プロセスに関するより詳細な情報が得られる可能性がある
これを行うために必要なセンサーは、糖尿病の継続的なブドウ糖検査以外になかった

モナシュ大学とクイーンズランド大学の研究者による世界初の発見は、「蛍光」インビボバイオセンサーを用いた、心血管疾患や癌などの慢性健康合併症のより迅速でより効果的な治療につながる可能性があります。

モナシュ大学の化学工学科のサイモン・コリー博士と収束バイオナノ科学技術のARCセンター・オブ・エクセレンスが率いる研究チームは、EGFR（上皮成長因子受容体）タンパク質に結合する抗体を取り、経時的な血清溶液中のEGFRタンパク質の濃度を監視するように設計しました。

ACS Sensorsに掲載されたこの論文の共著者は、クイーンズランド大学とオーストラリア生物工学ナノテクノロジー研究所のChristian Fercher博士、Martina Jones博士、StephenMahler教授です。

ヒトのEGFRタンパク質の増殖を検出できないことは、癌を含む多くの腫瘍の発症、およびアルツハイマー病のような病気の発症に関連している可能性があります。

研究チームが開発した、蛍光色素を含む独立した検出メカニズムを使用して、研究者は、蛍光スペクトルの検出可能な変化を監視することにより、EGFRタンパク質の変化をリアルタイムで「読み取る」ことができる有名な抗体からバイオセンサーを作成しました。

体液中のタンパク質バイオマーカー濃度をリアルタイムで監視する機能は、個別化された薬物モニタリングが必要な患者や、敗血症、心臓発作、腫瘍などの重大な状態から生じる合併症のリスクが高い患者など、急速な悪化のリスクがある患者を追跡するために非常に貴重です。

これまで、継続的テストのために抗体を設計することはできませんでした。

コリー博士は話します。

「私たちが精通しているすべての診断テストでは、特定の時点で何か（血液、尿、組織）をサンプリングし、それを検査室に持ち込んで調査します。しかし、急性状態に苦しんでいる患者の場合、診断する時間迅速な治療が非常に重要であり、この従来の診断プロセスでは十分ではありません。

「タンパク質の動的変化、たとえば時間の経過とともに増加または減少するタンパク質レベルを監視することで、病気や治療プロセスに関するより詳細な情報が得られる可能性がありますが、これを行うために必要なセンサーは、糖尿病の継続的なブドウ糖検査以外には存在しません」

「ターゲットに可逆的に結合し、蛍光を使用して「読み取る」ことができる抗体を作成する当社の能力は、invivoセンサーを開発できることを意味します。これらのセンサーは、疾患に応じて時間とともに変化する重要なバイオマーカーのレベルを監視できます。単にサンプルをラボに送って1、2日でスナップショットを取得する必要はありません。」

「これらのバイオマーカーには、がん細胞の表面タンパク質の量や、薬によってサイズが小さくなるかどうかが含まれる可能性があるため、治療の有効性をテストします。また、一部のような潜在的に毒性のある薬の濃度を監視するためにも使用できます。抗生物質。」

この発見により、元の抗体配列の特異性を維持しながら、化学溶液中のタンパク質分析物（scFv）に可逆的に結合できる抗体フラグメントを操作することができました。

彼らの努力により、数時間にわたる継続的なinvitroモニタリングが成功裏に記録されました。

コリー博士は話します。

「医療用途により適した染料を採用する作業が進行中です。将来的には、このプロセスを使用して、人体内部、バイオ医薬品プロセス、または環境内のタンパク質濃度を継続的に監視できるさまざまなバイオセンサーを生成することを期待しています。」

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