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# Fisica # Ottica # Fisica biologica

Progressi nella tecnologia di screening degli anticorpi

I metodi ad alta capacità stanno accelerando la scoperta di anticorpi per trattamenti migliori delle malattie.

Sajjad Abdollahramezani, Darrell Omo-Lamai, Gerlof Bosman, Omid Hemmatyar, Sahil Dagli, Varun Dolia, Kai Chang, Nicholas A. Gusken, Hamish C. Delgado, Geert-Jan Boons, Mark L. Brongersma, Fareeha Safir, Butrus T. Khuri-Yakub, Parivash Moradifar, Jennifer A. Dionne

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Scoperta Anticorpi Più Scoperta Anticorpi Più Veloce! trattamenti anticorpali efficaci. Nuovi metodi velocizzano la ricerca di
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C'era una volta nella terra della scienza, una ricerca per trovare modi migliori di identificare gli anticorpi. Gli anticorpi sono come i piccoli supereroi del nostro corpo, che combattono germi e malattie. Gli scienziati volevano analizzarne un sacco in fretta per trovare quelli più potenti. Qui entra in gioco lo screening ad alta capacità, rendendo il processo più veloce e intelligente.

Cosa Sono Gli Anticorpi?

Gli anticorpi sono proteine prodotte dal nostro sistema immunitario. Riconoscono e si legano a sostanze nocive, come virus e batteri, segnalandoli così per la distruzione. Pensali come i manifesti "Ricercati" del corpo per i cattivi. Più diversi sono gli anticorpi, migliore sarà la risposta immunitaria.

Perché Abbiamo Bisogno Di Screening Ad Alta Capacità?

Il problema con lo screening tradizionale degli anticorpi è che ci mette un sacco di tempo e può usare un sacco di campioni. È fantastico che gli scienziati possano crearne miliardi usando varie tecniche, ma molte di queste tecniche possono analizzarne solo pochi alla volta. Immagina di cercare un ago in un pagliaio, ma puoi controllare solo un piccolo punto alla volta. È lento e frustrante.

Qual È La Soluzione?

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo chiamato screening abilitato da nanofotonica e bioprinter ad alta capacità, o HT-NaBS per gli amici. Questo nome elaborato significa che usano tecnologia avanzata per analizzare un sacco di anticorpi in modo veloce ed efficiente.

Come Funziona HT-NaBS?

La magia di HT-NaBS sta nella sua capacità di creare minuscoli sensori su un chip. Questi sensori sono come un sacco di occhietti che cercano di vedere gli anticorpi. Invece di controllare un Anticorpo alla volta, HT-NaBS può dare un'occhiata a centinaia, persino migliaia, tutto insieme.

Passo 1: Costruire Il Chip

Il chip è progettato con minuscoli sensori, che possono essere funzionalizzati - un modo fancy per dire che possono essere configurati per riconoscere anticorpi specifici. I sensori sono fatti di silicio, che aiuta a controllare la luce.

Passo 2: Stampare Antigeni

Gli scienziati usano una stampante speciale che può spruzzare piccole gocce di vari antigeni (le cose contro cui gli anticorpi combattono) sui sensori. È un po' come dipingere dei puntini su una tela, ma i puntini sono super piccolissimi.

Passo 3: Riconoscere Gli Anticorpi

Una volta che gli antigeni sono sui sensori, gli scienziati fanno scorrere una miscela di anticorpi sul chip. I sensori rilevano quali anticorpi si attaccano a quali antigeni. Se un anticorpo si attacca, significa che riconosce l'antigene e gli scienziati possono saperne di più.

Perché È Importante?

Questo nuovo metodo consente agli scienziati di lavorare più velocemente e con meno materiale. Li aiuta a trovare i migliori anticorpi da usare come trattamenti per malattie come COVID-19, influenza e persino alcuni tipi di cancro. È come scoprire un nuovo team di supereroi, ma molto più scientifico!

Risultati E Scoperte

Quando gli scienziati hanno provato HT-NaBS, hanno scoperto che poteva rilevare gli anticorpi molto rapidamente, in soli 30 minuti. Hanno ottenuto una precisione notevole, riuscendo persino a individuare piccole quantità di anticorpi.

E La Specificità?

Una delle cose più interessanti di HT-NaBS è la sua alta specificità. Questo significa che può distinguere tra anticorpi che sembrano simili. In altre parole, può riconoscere il supereroe giusto in mezzo alla folla.

Il Gioco Dei Numeri

Gli scienziati hanno anche misurato quanto bene e quanto velocemente gli anticorpi si legano ai loro obiettivi. Hanno raccolto un sacco di dati su come si comportano i diversi anticorpi, permettendo loro di vedere quali funzionano meglio.

L'Avventura Del Binning Epitope

Parte della ricerca ha coinvolto qualcosa chiamato epitope binning. Questo è un modo per vedere se diversi anticorpi mirano allo stesso obiettivo. Facendo così, gli scienziati possono raggruppare gli anticorpi in base a quali sono amichevoli tra loro. Nessuno vuole duplicare gli sforzi, giusto?

Conclusioni E Lavoro Futuro

In breve, HT-NaBS ha aperto porte a modi più veloci ed efficienti per scoprire potenti anticorpi. Con ulteriori migliorie, l'obiettivo è creare metodi di screening ancora migliori. Lavorando su questa tecnologia, gli scienziati sperano di accelerare il percorso dal laboratorio al trattamento, aiutando i pazienti più rapidamente.

La Storia Continua

Il viaggio non finisce qui. I ricercatori puntano ad adattare questa tecnologia per altri usi, come lo screening per una varietà di biomolecole. L'idea è di creare un sistema universale che possa affrontare diverse sfide in salute e medicina.

Una Visione Per Il Futuro

Immagina un mondo in cui possiamo trovare rapidamente gli anticorpi giusti per qualsiasi malattia. Con strumenti come HT-NaBS, quel futuro sta diventando realtà, ed è un momento molto emozionante per la scienza!

La Fine (o solo l'inizio!)

Il lavoro continua mentre gli scienziati migliorano questi metodi, facendo progressi nella scoperta degli anticorpi e nello sviluppo bioterapeutico. E chissà? Forse un giorno guarderemo indietro a questi progressi come momenti fondamentali nella storia medica.

Ecco fatto! Un argomento complicato reso più semplice, con un pizzico di umorismo. La scienza può essere divertente, e questo viaggio nel mondo degli anticorpi è appena iniziato!

Fonte originale

Titolo: High-throughput antibody screening with high-quality factor nanophotonics and bioprinting

Estratto: Empirical investigation of the quintillion-scale, functionally diverse antibody repertoires that can be generated synthetically or naturally is critical for identifying potential biotherapeutic leads, yet remains burdensome. We present high-throughput nanophotonics- and bioprinter-enabled screening (HT-NaBS), a multiplexed assay for large-scale, sample-efficient, and rapid characterization of antibody libraries. Our platform is built upon independently addressable pixelated nanoantennas exhibiting wavelength-scale mode volumes, high-quality factors (high-Q) exceeding 5000, and pattern densities exceeding one million sensors per square centimeter. Our custom-built acoustic bioprinter enables individual sensor functionalization via the deposition of picoliter droplets from a library of capture antigens at rates up to 25,000 droplets per second. We detect subtle differentiation in the target binding signature through spatially-resolved spectral imaging of hundreds of resonators simultaneously, elucidating antigen-antibody binding kinetic rates, affinity constant, and specificity. We demonstrate HT-NaBS on a panel of antibodies targeting SARS-CoV-2, Influenza A, and Influenza B antigens, with a sub-picomolar limit of detection within 30 minutes. Furthermore, through epitope binning analysis, we demonstrate the competence and diversity of a library of native antibodies targeting functional epitopes on a priority pathogen (H5N1 bird flu) and on glycosylated therapeutic Cetuximab antibodies against epidermal growth factor receptor. With a roadmap to image tens of thousands of sensors simultaneously, this high-throughput, resource-efficient, and label-free platform can rapidly screen for high-affinity and broad epitope coverage, accelerating biotherapeutic discovery and de novo protein design.

Autori: Sajjad Abdollahramezani, Darrell Omo-Lamai, Gerlof Bosman, Omid Hemmatyar, Sahil Dagli, Varun Dolia, Kai Chang, Nicholas A. Gusken, Hamish C. Delgado, Geert-Jan Boons, Mark L. Brongersma, Fareeha Safir, Butrus T. Khuri-Yakub, Parivash Moradifar, Jennifer A. Dionne

Ultimo aggiornamento: 2024-11-27 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2411.18557

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.18557

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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