Графен научились использовать для диагностики рака

Астроциты и радиальная глия

Ученые из Иллинойсского университета в Чикаго показали, что контакт графена с раковыми клетками локально изменяет его свойства, что можно детектировать с помощью рамановской спектроскопии. Работа опубликована в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.

Чтобы разработать метод обнаружения раковых клеток, исследователи использовали два биохимических отличия раковых клеток от нормальных. Во-первых, такие клетки переходят с аэробного окисления органики преимущественно на анаэробное путем гликолиза. Это приводит к накоплению органических кислот и усиленному выделению протонов во внеклеточную среду. Во-вторых, гликокаликс — углеводная часть мембраны клетки, — у раковых клеток содержит больше сиаловой кислоты, из-за чего ее поверхность более отрицательно заряжена.

Чтобы определить, есть ли в образце клетки с такими свойствами, можно разместить их на графене и снять его рамановский спектр. Если раковые клетки присутствуют, проникновение протонов в кристаллическую решетку графена и отрицательный заряд на поверхности клеток приводят к изменению энергий колебаний атомов. Это, в свою очередь, влияет на положение пиков на рамановском спектре.

Исследователи провели эксперимент на клетках глиобластомы и нормальных астроцитах человека. Они показали, что при контакте графена с клеткой глиобластомы пик 2D на спектре сдвигается сильнее, чем при контакте с астроцитом. Сейчас ученые проверяют свой метод на мышиной модели, чтобы довести его до применения в клинической практике.

Зимой графен уже был использован в исследованиях связанных с клетками мозга — международная группа ученых показала, что этот материал является нейтральным для нервных клеток и может быть использован для создания нейропротезов.