生物工程的研究人员创造了极小且稳定的气体充填蛋白质纳米结构，这可能会改变超声成像和药物递送在癌症和传染病治疗中的应用。这些新型的直径为50纳米的气泡（50-NM GVs）是迄今为止用于医学成像的最小稳定、自由漂浮的结构，大小大致相当于病毒。
传统的微气泡在最近的超声成像进展以及利用超声递送基因和药物方面发挥了关键作用。作为对比剂，它们提供了对靶向生物标志物或细胞类型的详细洞见。然而，它们较大的尺寸（直径范围为1-10微米）限制了它们有效穿越生物屏障的能力，使其有效性仅限于血管丰富的组织。
相比之下，新发明的50-NM GVs显示出穿透组织的能力，研究表明它们成功地到达了淋巴结中重要的免疫细胞群体。这一突破为成像和向以前无法触及的细胞施加治疗提供了新的机会。
从淋巴组织的电子显微镜图像观察到，这些纳米结构在启动先天免疫反应中扮演重要角色的细胞内聚集了显著数量。这表明它们在免疫疗法、癌症预防、早期诊断和传染病治疗中的潜在用途。这些发现已发表在《先进材料》期刊上。
“这一发展为基于超声的疾病治疗铺平了道路，对医疗实践和患者结果的未来产生影响。在癌症和传染病治疗领域尤为值得注意，因为居住在淋巴结中的免疫细胞是免疫疗法的关键目标，”研究的主要作者以及生物工程助理教授、德克萨斯癌症预防与研究所的学者George Lu解释道。
研究方法涉及基因工程、纳米颗粒特征化技术、电子显微镜和超声成像，以研究这些纳米结构的分布和声学响应。
“我们的目标是利用它们的小尺寸和声学特性用于医疗目的，”Lu进一步阐述。“这项研究代表了一种创新设计的功能性气体充填蛋白质纳米结构，足够小以进入淋巴系统。”
该研究还暗示了未来的研究方向，例如评估纳米气泡的生物安全性和免疫原性，确定体内应用的理想超声参数等。
“从更广泛的角度来看，这标志着材料设计的重大进展，可能在各个科学领域带来创造性的应用，”Lu强调道。“由于这些纳米结构完全由蛋白质组成，且在活细菌中创建，它们展示了生物材料如何超越合成材料。”
