Ultrazvok je uporabna metoda v diagnostiki, saj omogoča globoko in neinvazivno opazovanje telesa. Pri določenih pogojih lahko z ultrazvokom dosežemo stimulacijo celic, vendar je ta učinek zelo majhen in za njegovo ojačanje potrebujemo strukture, ki ojačajo ultrazvočni signal.
Proteinski plinski vezikli so votle proteinske strukture, ki jih nekateri vodni mikroorganizmi izražajo za uravnavanje plovnosti. Njihovo valjasto strukturo s stožčastimi konci sestavlja ponavljajoči se strukturni protein GvpB, medtem ko je dodatnih sedem proteinov nujnih za pravilno sestavo vezikla. Zaradi plinaste notranjosti se v akustičnem polju obnašajo drugače od celic in tkiv. Ob stimulaciji z ultrazvokom sipajo akustični signal, zaradi česar so učinkovito kontrastno sredstvo pri opazovanju, hkrati pa zaradi interakcije z ultrazvočnimi valovi v okolico prenašajo mehansko silo.
Raziskovalci Kemijskega inštituta, s sodelavci Medicinske fakultete UL so določili vpliv posameznih proteinov, ki so potrebni za sestavljanje funkcionalnih plinskih veziklov iz genskega skupka Bacillusa megateriuma. Izolirane vezikle so pripeli na membranske proteine sesalskih celic. Spremljali so učinek proteinskih plinskih veziklov na prenos ultrazvoka na celico. Ultrazvok pri določenih pogojih povzroči vdor kalcijevih ionov v sesalske celice in sproži signalne poti, ki so z njim povezane. V članku so pokazali, da se celice, na katere so pripeti plinski vezikli, močneje odzivajo na ultrazvočno stimulacijo. Tako ojačan vnos kalcijevih ionov so uporabili za izboljšanje aktivacije umetnih od kalcija odvisnih transkripcijskih faktorjev.
Plinski vezikli, ojačevalci ultrazvočnega signala, omogočajo večji vnos kalcija v celice, kar izboljšuje ultrazvočno terapijo in skrajša čas stimulacije celic.
Članek je bil objavljen v reviji ACS Nano, avtorji Vid Jazbec, Nina Varda, Ernest Šprager, Maja Meško, Sara Vidmar, Rok Romih, Marjetka Podobnik, Andreja Kežar, Roman Jerala, in Mojca Benčina.
Povezava: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c01498
Kontakt za več informacij: mojca.bencina(at)ki.si, dr. Benčina je vodja CTGCT