Nowa technologia wykrywania nowotworów

Nowa metoda medycznej diagnostyki obrazowej opracowywana na Uniwersytecie Rutgersa może pomóc lekarzom wykrywać nowotwory i inne choroby we wczesnych stadiach, przyspieszać leczenie i zmniejszyć zapotrzebowanie na wykonywanie inwazyjnych biopsji.

Nowa technologia wykrywania nowotworów

Rys.1 Nanokryształy ziem rzadkich zamknięte w powłoce z ludzkiej albuminy osocza, prawa autorskie: Image courtesy of Rutgers University

Ta, mogąca uratować życie wielu osób, technika wykorzystuje nanotechnologię do wykrywania niewielkich guzów nowotworowych i zmian sercowo-naczyniowych. Wczesne badania przeprowadzone przez inżynierów farmaceutycznych z Rutgers wyglądają obiecująco.

Naukowcy ze wspomnianego uniwersytetu, którzy opublikowali niedawno wstępne wyniki swojej pracy w lipcowym numerze czasopisma Nature Communications, otrzymali na rozwijanie swoich badań 2,2 mln $ dotacji z Narodowego Instytutu Biomedycznej Diagnostyki Obrazowej i Bioinżynierii, wchodzącego w skład Narodowego Instytutu Zdrowia.

„Nasz nowy model diagnostyki fluorescencyjnej nie tylko dąży do wcześniejszego wykrycia choroby, ale także do zdobycia większej ilości informacji na jej temat przed zoperowaniem pacjenta,” powiedział Prabhas Moghe, naukowiec kierujący projektem badawczym i wybitny profesor inżynierii biomedycznej oraz inżynierii chemicznej i biochemicznej. „Lubię myśleć o tym jak o wzrokowej biopsji.”

„Technika może być wykorzystywana także do dokładnego określania czy wykryty nowotwór daje przerzuty do pobliskich węzłów chłonnych, co da chirurgom pełen obraz choroby i umożliwi wycięcie guzów w trakcie jednej operacji,” powiedział Shridar Ganesan zastępca dyrektora i doradca kliniczny projektu. Obecnie chirurg, który nie może powiedzieć jak daleko sięgają przerzuty, musi wykonać biopsję węzłów chłonnych i czekać dzień na wyniki a następnie przeprowadzić w razie potrzeby drugą operację, co wiąże się z bolesnym doświadczeniem, ryzykiem i kosztami.

Technologia Uniwersytetu Rutgera, opracowana wspólnie z Richardem Rimanem, wybitnym profesorem z dziedziny inżynierii materiałowej, używa innego typu podczerwieni niż ta, która jest używana do diagnostyki obecnie. Podczerwień, zwana krótkofalową, przenika przez skórę i inne tkanki głębiej niż światło widzialne i bliska podczerwień używane dziś. To światło pobudza barwniki o budowie nanokryształów pierwiastków ziem rzadkich – czyli rodziny 17 podobnych metali, które paradoksalnie nie występują w małych ilościach, ale są trudne w wydobyciu. Pierwiastki te są bardzo potrzebne przy produkcji produktów elektronicznych, na które zapotrzebowanie ciągle rośnie, jak smartfony, ekrany video, ale także silniki samochodowe i baterie.

Naukowcy i lekarze od dawna znają wartość krótkofalowej podczerwieni do wzbudzenia reagujących na to światło barwników fluorescencyjnych, jednak były one zbyt toksyczne aby bezpiecznie je wykorzystywać lub nie dostarczały wystarczająco ostrych zdjęć. Barwniki, które opracowali Moghe i jego zespół, to zamknięte w powłoce z ludzkiej albuminy osocza nanokryształy ziem rzadkich. Organizm dobrze je toleruje, są szybko transportowane i gromadzą się w miejscu choroby.

Naukowcy chcą wykorzystywać różne rodzaje pierwiastków ziem rzadkich, które świecą różnymi kolorami pod światłem krótkofalowej podczerwieni, aby utworzyć rodzinę sond, które wrażliwe są na różne rodzaje nowotworów. „W ten sposób możemy uzyskać precyzyjny obraz charakterystyki i stadium choroby,” mówią.

Próby na myszach okazały się udane. Wykazano, że przerzuty nowotworowe, nawet w bardzo małej skali, mogą być wykrywane wcześniej niż w tradycyjnych metodach diagnostyki obrazowej, takich jak rezonans magnetyczny czy w bliskiej podczerwieni. Może to otworzyć nowe drogi do wczesnego interweniowania.

Pierwiastki ziem rzadkich zamknięte w otoczce z albuminy wykazują fluorescencję przez działanie na nie podczerwienią.

  1. D. J. Naczynski, M. C. Tan, M. Zevon, B. Wall, J. Kohl, A. Kulesa, S. Chen, C. M. Roth, R. E. Riman, P. V. Moghe. Rare-earth-doped biological composites as in vivo shortwave infrared reporters. Nature Communications, 2013; 4 DOI: 10.1038/ncomms3199
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141021111403.htm

Opracowała: Olga Polakowska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*