Высокоточная визуализация опухолей с помощью флуоресцентного зонда и модифицированных ферментов — селективная активация обеспечивает легкую визуализацию.

Рак — это универсальная проблема, затрагивающая многих людей во всем мире. Многие обращаются к хирургическому вмешательству в надежде, что хирург сможет полностью удалить опухоль, не затронув здоровые ткани. За прошедшие годы были разработаны различные инструменты и методы для улучшения проведения этих операций, а методы визуальной визуализации, такие как светящиеся красители, оказались очень полезными.

Однако одним из недостатков является то, что некоторые зонды могут активироваться в здоровых тканях эндогенными ферментами, создавая фоновую флуоресценцию и затрудняя определение того, что следует удалить. Возможна и обратная ситуация, когда раковые клетки остаются без маркировки и не обнаруживаются во время операции, что увеличивает вероятность рецидива.

Новый способ подсветки опухолей

«Наша группа признала этот существующий недостаток и усовершенствовала этот способ, чтобы заставить раковые клетки светиться внутри организма. В ходе экспериментов на мышах мы доставляли в опухоли специальный фермент и использовали флуоресцентный зонд, который активируется только в присутствии этого фермента», — сказал доцент Рёсуке Кодзима из Лаборатории химической биологии и молекулярной визуализации Токийского университета.

«Более старые зонды часто по ошибке подсвечивают здоровые ткани, создавая фоновый шум, но наш высокоселективный, или биоортогональный , красящий зонд разработан таким образом, чтобы оставаться полностью выключенным, если только он не встретит соответствующий ему модифицированный фермент. По сути, мы обучили фермент посредством многократных мутаций и отбора, формы направленной эволюции , чтобы он мог активировать зонд достаточно сильно для работы внутри живых организмов».

Кодзима, совместно с профессором Ясутеру Урано и их командой, создали специальный флуоресцентный зонд, который с трудом активируется природными ферментами в организме, что помогает предотвратить нежелательное фоновое свечение. Этот зонд был соединен с соответствующим ферментом-репортером, специально разработанным для его активации, поэтому флуоресценция проявляется в основном там, где фермент доставлен. Исследование опубликовано в журнале Американского химического общества .

При тестировании на мышах с перитонеальным раком модифицированный фермент достигал опухолей в слизистой оболочке брюшной стенки, после чего зонд, как и ожидалось, загорался.

«Это позволило нам увидеть крошечные, миллиметровые опухолевые образования с чрезвычайно низким уровнем фонового шума, что может быть очень полезно во время операции», — сказал Кодзима.

«В ближайшей перспективе эта система может стать мощным исследовательским инструментом, а в долгосрочной перспективе она может помочь хирургам более эффективно удалять опухоли, четко выделяя раковые клетки. Главной преградой для клинического применения станет обеспечение того, чтобы модифицированный фермент не вызывал нежелательную иммунную реакцию у пациентов».

Потенциал для более широкого применения в лечении рака.

Систему можно адаптировать и к другим видам рака, помимо перитонеального рака, использованного в этих исследованиях, поскольку многие виды рака имеют соответствующие антигены, характерные маркеры опухолевой ткани.

Заменив компонент, нацеленный на опухоль (например, антитело или наноантитело против выбранного антигена), ту же пару фермент-зонд в принципе можно было бы перенаправить на другие типы рака.

В более отдаленной перспективе это исследование может оказаться полезным даже для высокоточной доставки лекарств, когда вместо светящихся красителей противораковые препараты будут доставляться именно туда, где они необходимы, и никуда больше. Но, как подчеркивает Кодзима, пока еще рано делать выводы, испытания проводились только на мышах, и предстоит еще много работы, прежде чем этот метод будет признан достаточно безопасным для испытаний на людях.

Внимание, автоперевод! За ошибки перевода ответственности не несём. Первоисточник по ссылке.