Разработаны наночастицы для выявления клеток рака предстательной железы

 

 

Группа ученых из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре

(University of California - Santa Barbara, UCSB) разработала революционную технологию, дающую возможность отличать клетки рака предстательной железы в биологических жидкостях организма от здоровых клеток. Хотя до применения новой технологии в практической медицине пройдет не один год, исследователи, тем не менее, полностью уверены в ее эффективности и возможности использования в разработке микроустройств, помогающих определить начало метастазирования рака простаты.

 

Раковые и не раковые клетки инкубируются с наночастицами- биометками, а затем анализируются с помощью света красного лазера. Биометки связаны с поверхностью клеток. Биометки со светящейся красным серединой указывают на присутствующие на поверхности клетки биомаркеры рака; светящиеся зеленым – стандартные биометки, связывающиеся со многими типами клеток. На раковых клетках наблюдается высокое соотношение красного к зеленому. (Фото: Gary Braun and Peter Allen/UCSB)

 

Статья об исследовании опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences

«Исследования, в которых изучалась зависимость между количеством раковых клеток в крови и исходом заболевания, уже проводились», - говорит первый автор статьи Алессиа Паллаоро (Alessia Pallaoro), постдокторант кафедры химии и биохимии UCSB. «Чем больше количество раковых клеток в крови пациента, тем хуже прогноз. Появление в крови раковых клеток рассматривается как начало метастазирования. Поэтому так важно уметь находить и распознавать их. Это нужно для диагностики и лечения».

Первичная раковая опухоль простаты не убивает пациентов. Это делают метастазы, и ученые должны понять, что позволяет раковым клеткам отрываться от опухоли. Своевременное удаление таких клеток помогло бы остановить процесс метастазирования. Но, прежде всего, нужно научиться отслеживать их появление.

Новая технология позволяет отличать раковые клетки от нормальных, используя лазерную спектроскопию, называемую поверхностно-усиленной спектроскопией комбинационного рассеяния (surface enhanced Raman spectroscopy, SERS), и наночастицы серебра в качестве биометок.

 

Гэри Браун (Gary Braun) (слева) и Алессиа Паллаоро (Alessia Pallaoro) перед рамановским микроскопом LabAramis. Они используют это лазерное спектроскопическое оборудование для получения данных о наночастицах серебра (биометках), связанных с человеческими клетками. Наночастицы дают возможность определить, являются ли клетки раковыми. (Фото: George Foulsham, Office of Public Affairs, UCSB)

«При поглощении света лазера наночастицы серебра излучают богатый набор цветов», - объясняет соавтор статьи Гэри Браун (Gary Braun), постдокторант кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития UCSB. «Это не флуоресценция. Эта новая технология обладает более широкими возможностями».

«Революционность нашего подхода состоит в возможности использовать большее количество маркеров для выявления и изучения уникальных раковых клеток, отличающихся от остальных клеток опухоли», - объясняет Паллаоро. «Эти отличные от других клетки должны быть достаточно сильны, чтобы дать начало новой опухоли, то есть у них должны развиться изменения, позволяющие им колонизировать другие области организма. Некоторые из этих изменений должны быть на поверхности клеток, что мы и пытаемся обнаружить».

Ученые работают над тем, чтобы на основе своей технологии создать диагностическое микроустройство. В таком устройстве смешенные с наночастицами клетки будут различаться по соотношению двух сигналов, возникающих при освещении лазером.

 

Раковые клетки. Простой цветовой код делает несложной их визуальную идентификацию. Красное свечение указывает на присутствие биомаркеров рака. (Фото: Alessia Pallaoro/UCSB)

 

 

Два набора биометок, использованные в этом исследовании, позволяют наночастицам проявлять сродство к различным клеткам. Это сродство достигается за счет связанных с их поверхностью пептидов. Один из наборов биометок, несущий пептид RPARPAR, взаимодействует с клеточным рецептором – мембранным белком нейропилином-1 (neuropilin-1, NRP-1) – недавно открытым биомаркером определенных раковых клеток. Другой набор биометок, с пептидом вируса ВИЧ TAT, связывается со многими типами клеток (как раковых, так и не раковых) и служит при анализе в качестве измерительного эталона.

По мнению ученых, наиболее важной частью новой технологии является то, что ее возможности можно расширить, увеличив количество цветов, то есть наночастиц, излучающих разный цвет. Их можно добавлять по мере того, как будут выявляться новые биомаркеры опухолевых клеток.

 

 

По материалам

UCSB Develops Breakthrough Technology in Identification of Prostate Cancer Cells

 

Аннотация к статье Quantitative ratiometric discrimination between noncancerous and cancerous prostate cells based on neuropilin-1 overexpression

 

Источник: NanoNewsNet