Новости

19 сентября, 2023 11:33

Метастазы выдали себя усиленным поглощением наночастиц

Источник: Naked Science
Ученые МФТИ протестировали эффективность нового метода оценки риска метастазирования опухоли. Выяснив, что подвижные и пластичные раковые клетки обладают «повышенным аппетитом», исследователи предложили им флуоресцентные наночастицы. Оказалось, что чем агрессивнее опухоль, тем больше частиц она поглощает и тем интенсивнее будет свечение образца ткани под микроскопом. Этот недорогой и несложный в техническом плане метод поможет гораздо быстрее подобрать оптимальную на конкретной стадии заболевания терапию для пациента. Работа поддержана грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.  
Юлия Мерхер, старший научный сотрудник лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ, первый автор исследования. Источник: Мерхер
Виновником же более 90 процентов всех смертей, связанных с раком, являются метастазы. Прогнозирование развития метастазов — сложная задача: основными предикторами метастазирования выступают состояние лимфатических узлов, размер опухоли и гистологическая оценка. Однако, к сожалению, эти предсказатели не являются непогрешимыми.

Предложенный исследователями из лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ подход основан на обнаруженной в ходе предыдущих исследований особенности жизнедеятельности раковых клеток: готовясь к внедрению к здоровые ткани, они запускают процесс реорганизации актинового цитоскелета клетки.

Поскольку актиновый цитоскелет участвует также и в процессе эндоцитоза — поглощения внешнеклеточного материала, была выдвинута гипотеза, что метастазирующие раковые клетки увеличивают способность захватывать частицы определенного размера. Таким образом, отслеживая количество поглощенных частиц, можно отличить раковые клетки от здоровых. И даже понять, насколько далеко зашел процесс, определив процент этих высокометастазирующих (хорошо поглощающих частицы) в составе всех опухолевых клеток, взятых у пациента.

В качестве «меток» ученые выбрали наночастицы модифицированного карбоксилатом полистирола, загруженные флуоресцентными красителями. Такие частицы широко доступны и уже использовались для изучения процессов эндоцитоза в клетках, но без учета связи с риском метастазирования опухоли. Под действием света с определенной длиной волны красители светятся, и метки становятся хорошо заметны на фоне остальных клеток и тканей. Это свойство лежит в основе метода флуоресцентной микроскопии. Размеры частиц составили 100 и 200 нанометров, поскольку более мелкие, во-первых, дороже, а во-вторых, потребовали бы использования более чувствительного оборудования.


Наночастицы и метастазы. Источник: Пресс-служба МФТИ

В роли испытуемых выступили раковые клетки молочной железы с низким и высоким риском метастазирования, а также доброкачественные клетки. Исследуя их под флуоресцентным микроскопом, ученые выяснили, что доброкачественные клетки не поглощают наночастицы и даже не удерживают их на своей клеточной стенке. Раковые клетки, напротив, и удерживают метки, и поглощают, причем клетки с более высоким риском метастазирования делают это интенсивнее.

Юлия Мерхер, старший научный сотрудник лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ, рассказывает: «Проведя анализ множества изображений, мы выяснили, что более крупные частицы (200 нм) проникают внутрь раковых клеток более эффективно, чем мелкие, которые в основном остаются на клеточной стенке. При этом образец более агрессивной опухоли поглощал почти вдвое больше частиц, чем клетки доброкачественной опухоли».
Исходя из полученных в эксперименте данных, ученые рекомендуют использование частиц размером 200 нм, поскольку с их помощью можно различить не только метастатические и доброкачественные клетки, но и клетки с различным метастатическим потенциалом. В перспективе (после дополнительных исследований) можно будет оценивать риски появления склонности к метастазированию клеток конкретного пациента.

Новый метод, позволяющий обойтись забором небольшого количества клеток у пациента, что менее травматично и болезненно, недорог и быстр — ответ можно получить всего за час, в то время как традиционное гистологическое исследование требует нескольких недель. Вряд ли стоит говорить о том, как важно это время для пациента, ведь чем раньше начато лечение, тем выше шанс на выздоровление. 

Теги
Медицина
20 июня, 2024
Гипоксия плода и стресс матери могут приводить к никотиновой зависимости
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии им. И.П. Павлова ...
14 июня, 2024
Обнаружен эффективный способ предсказания развития отдаленных метастазов при раке молочной железы
Ученые НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН обнаружили ...