Медицина
Медицина

Наночастинки виявили пухлини раку та вказали на їхнє розташування

Науковці розробили комбінований метод діагностування раку, який оснований на використанні наночастинок. Ці наночастинки здатні реагувати на присутність ракових клітин в організмі та вказувати про це лікарям через аналіз сечі. Крім цього, вони накопичуються в пухлинах та слугують мітками, вказуючи на розташування пухлин на зображеннях позитрон-емісійної томографії. Результати попередніх випробувань на тваринах оприлюднені в журналі Nature Materials.

iStock

iStock

Чому в цьому виникла потреба?

Прогнозування стану пацієнта із важким захворюванням дуже часто залежить від того, на якій стадії його хвороба була виявлена та коли почато лікування. Особливо це стосується онкологічних захворювань, де рання діагностика відіграє вирішальну роль. У цьому лікарям допомагають різні підходи, основними з яких можна назвати методи візуалізації та молекулярні методи. До першої групи відносять, зокрема, рентген, комп'ютерну та магнітно-резонансну томографію, ендоскопію тощо. Вони дають змогу точно локалізувати пухлини та метастази в організмі. Інші технології, наприклад, аналіз крові, сечі, інших рідин або ж біопсія теж дають змогу виявити рак на ранній стадії, а також встановити характер пухлин. Вчені з Массачусетського технологічного університету розробили потенційно нову методику, яка поєднує у собі обидва описані підходи — візуальний та молекулярний.

Чим відрізняється нова технологія?

Розробка американських вчених базується на використанні наночастинок, що взаємодіють із раковими клітинами. Більшість злоякісних клітин виробляють ферменти протеази, які розщеплюють білки позаклітинного матриксу, і це дозволяє їм «відв'язатися» від своєї первинної локації та переміщуватися по тілу. Утім, згадані наносенсори теж покриті білками, які піддаються розщепленню раковими ферментами. Коли вони після введення в організм пацієнта контактують із клітинами раку, то маленькі частинки розщепленого білкового покриття починають циркулювати в крові та зрештою потрапляють і до сечі. Там їх можна виявити за допомогою спеціалізованих аналізів.

У новій роботі автори вирішили вдосконалити технологію, щоб окрім виявлення раку, вона могла вказати на локалізацію пухлин. Вчені додали до наночастинок пептид, який притягується до кислих середовищ, що притаманні пухлинам. Завдяки цьому частинки накопичуватимуться в них. А щоб їх відстежити, наночастинки помітили радіоактивним ізотопом мідь-64, який добре помітний на зображеннях позитрон-емісійної томографії (ПЕТ).

Наскільки технологія себе виправдала?

Перші випробування науковці провели на модельних лабораторних мишах із колоректальним раком. Хвороба цих тварин дійшла до стадії, коли злоякісні клітини метастазували до печінки та легень.

Технологія дала змогу успішно виявити первинні та метастатичні пухлини у тварин. Крім цього, у процесі лікування мишей хімієтерапією науковці могли відстежувати як за аналізом сечі, так і за зображеннями ПЕТ, як реагують пухлини на терапію. Це означає, що метод потенційно може допомогти лікарям відстежувати ефективність лікування раку та вчасно вносити у нього необхідні корекції. Але, звісно, спочатку необхідно провести більше досліджень, які вкажуть, чи так само ефективна методика діагностування в людей, як у цих піддослідних тварин.

Нещодавно інша група науковців теж розробила нову технологію діагностування злоякісних хвороб за аналізом сечі. Вони пропонують виявляти пухлини мозку через виявлення в сечі пов'язаних із раком молекул мікроРНК.