22 сентября 2023, 12:00

Новый метод оценки риска метастазирования опухоли

Исследования рака
Наномедицина
Клеточная биология

Сегодня рак — одна из главных причин смертности во всем мире. Виновником же более 90% 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.

Новый метод оценки риска метастазирования опухоли

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. 

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.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-25-00868).

Источник:  Пресс-служба МФТИ

Публикации из новости

Читайте также

Разработаны наночастицы для уничтожения внутриклеточных хламидий
Ученые из России и Франции предложили использовать мезопористые наночастицы на основе металл-органических каркасных соединений для борьбы с бактериальными внутриклеточными паразитами — хламидиями. Проведенные исследования показали, что такие наночастицы способны проникать в клетку-хозяина, достигать внутриклеточных пузырьков (включений), которые занимают хламидии, и выделять инкапсулированные лекарственные вещества в непосредственной близости от бактериальной клетки, что позволило применить фотодинамический подход для инактивации патогена.
Инфекционные заболевания
Клеточная биология
Наномедицина
17 сентября 2023
Раскрыт противораковый механизм работы наночастиц магнетита
Эти частицы прикрепляются к опухолевым клеткам, и под действием переменного магнитного поля вызывают их гибель, однако до сих пор было не ясно, как именно
Клеточная биология
Наномедицина
Онкология
Тераностика
9 февраля 2023
Усовершенствованные плазмиды облегчат получение терапевтически значимых белков
Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН усовершенствовали конструкцию генетического вектора, с помощью которого в клетках млекопитающих можно синтезировать белки, используемые для лечения различных заболеваний, например гемофилии и бесплодия. Авторы уменьшили размер генетической конструкции на одну треть таким образом, что уровень биосинтеза модельного белка увеличился на 20%, сохранив а способность векторной плазмиды поддерживать постоянный уровень биосинтеза белков в течение 60 дней практически не изменилась.
Генетика
Клеточная биология
Молекулярная биология
26 ноября 2023
У 0,37% мидий из Кольского залива - трансмиссивный рак двустворчатых моллюсков
Ученые определили, что мидии в Кольском заливе болеют трансмиссивным, то есть заразным раком, передающимся от больной особи здоровым через воду. Генетический анализ показал, что это смертельно опасное для моллюсков заболевание распространилось в Кольский залив из северных областей Тихого океана, вероятно, с мидиями, «путешествующими» на днищах судов. Поэтому, чтобы предотвратить потенциальные эпидемии рака среди мидий, необходим постоянный мониторинг здоровья моллюсков в морях России.
Генетика
Гидробиология
Исследования рака
3 ноября 2023
Молекулы жиров в клетках помогут диагностировать рак кожи с точностью 95%
Ученые предложили выявлять рак кожи с помощью оптического метода, позволяющего неинвазивно анализировать биомаркеры заболевания в клетках. Используя в качестве таких биомаркеров молекулы жиров в составе клеточных мембран, авторам удалось с точностью более 95% отличить здоровую кожу от ткани с новообразованиями. Предложенный подход поможет улучшить диагностику рака кожи на ранних стадиях.
Биомедицина
Исследования рака
Спектроскопия
1 ноября 2023
Новые соединения палладия с антимикобактериальной и противораковой активностью
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Центрального научно-исследовательского института туберкулёза и Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина синтезировали серию соединений палладия с антимикобактериальной и противораковой активностью. Новые комплексы палладия обладают значительно более высокой селективностью по сравнению с широко применяемым противораковым препаратом цисплатином.
Исследования рака
Онкология
Химия координационных соединений
19 октября 2023