Все выпуски  

Флуоресцентные датчики помогают хирургам в борьбе с раком.


ВЫПУСК 79

 

 

 

Флуоресцентные датчики помогают хирургам в борьбе с раком

 

Основываясь на Нобелевской премии, присужденной за создание флуоресцентных белков, светящихся внутри клетки, группа ученых, руководимая сотрудником Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) Роджером Цинем (Roger Tsien), профессором фармакологии, химии и биохимии в Университете Калифорнии – Сан-Диего (University of California, San Diego), разработала биологические датчики, которые могут прикрепляться к опухолям у мышей и вызывать их свечение. Ученые смогли обнаружить и удалить больше пораженной опухолью ткани, в которую были введены флуоресцентные датчики, в пять раз увеличив выживаемость.

 

Эти достижения являют результатом исследования, направленного на оказание помощи хирургам в выявлении контуров опухоли в реальном времени и обещают открыть новый путь к использованию молекулярных инструментов непосредственно в операционной.

 

Разработка биологических датчиков, сопровождающих хирургов, может предоставить врачам инструменты для навигации внутри организма на молекулярном уровне.

 

Оценивая, вся ли опухоль удалена и насколько удалось сохранить здоровые ткани, хирурги часто полагаются на ощущения, зрение и опыт. Пока больной находится на операционном столе под наркозом, образцы ткани быстро исследуются патологоанатомами, но при этом часть опухолевой ткани иногда остается не удаленной. В таком случае вполне вероятным становится рецидив заболевания и повторная операция. Для разработки датчиков Цинь и его коллеги использовали синтетические молекулы, названные активируемыми проникающими клеточными белками (activatable cell penetrating peptides - ACPPs) и наночастицы, несущие флуоресцентные и магнитные метки. Такие метки делают опухоль видимой для МРТ и позволяют ей светиться во время проведения операции. Целью ученых было узнать, смогут ли датчики помочь хирургам увидеть всю опухоль и особенно ее контуры.

 

В серии экспериментов, работая преимущественно на мышах с имплантированными человеческими опухолями, ученые показали, что, если опухоль распространилась на окружающие ткани, комплексы из активируемых проникающих клеточных белков и наночастиц позволяют визуализировать ее, что раньше было невозможно – либо потому что опухолевая ткань была скрыта под другой тканью, либо потому что ее просто трудно было отличить от здоровой.

 

Используя метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) для определения ДНК опухолевых клеток, исследователи обнаружили, что в среднем после хирургической операции на мышах с использованием молекулярных датчиков остается на 90% меньше опухолевых клеток, чем после операций без датчиков – десятикратное уменьшение. Они также подтвердили, что флуоресцентные зонды остаются видимыми в течение 93% времени, позволяя исследователям видеть оставшуюся опухолевую ткань.

 

По утверждению ученых, для использования МРТ при исследовании модельных опухолей у мышей до и после операции достаточно одной инъекции основанных на наночастицах датчиков, содержащих флуоресцентные и магнитные метки, и это в дополнении к сопровождению во время операции.

 

В будущем к зондам-датчикам могут быть добавлены дополнительные метки, и в конечном итоге может быть создан «коктейль» из специализированных датчиков для отдельных типов рака. Если основанные на наночастицах зонды покажут хорошие результаты в определении опухолей у людей, ученые предусматривают их использование для доставки химиотерапевтических препаратов, чтобы полностью уничтожить оставшиеся раковые клетки.

 

Цинь и его коллеги видят многие преимущества молекулярного сопровождения онкологической хирургии. Датчики могут оказаться полезными в определении стадии рака, особенно рака простаты, и могут быть использованы на различных типах опухолей. В дополнении к этому такие биологические зонды можно использовать и в лапароскопической и роботизированной хирургии, когда хирурги не могут «чувствовать» опухоль и в большинстве случаев полагаются на зрение. Если врачи смогут полностью удалить опухоль, пациент выздоровеет быстрее, причем с гораздо меньшими финансовыми затратами, чем при продолжительной химиотерапии.

 

 

По материалам University of California - San Diego.

 

 

Источник:

 

Fluorescent Probes Light Up Cancerous Tumors

 

 

 


В избранное