Gli agenti di imaging illuminano due biomarcatori del cancro contemporaneamente per fornire un quadro più completo del tumore

Gli agenti di imaging illuminano due biomarcatori del cancro contemporaneamente per fornire un quadro più completo del tumore

Timestamp: 5 giugno 2023 3:34
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05 giugno 2023 (Notizie Nanowerk) I chirurghi oncologici potrebbero presto avere una visione più completa dei tumori durante l'intervento chirurgico grazie a nuovi agenti di imaging in grado di illuminare più biomarcatori contemporaneamente, riferiscono i ricercatori dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign. Le nanoparticelle fluorescenti, avvolte nelle membrane dei globuli rossi, prendono di mira i tumori meglio degli attuali coloranti clinicamente approvati e possono emettere due segnali distinti in risposta a un solo raggio di luce chirurgica, una caratteristica che potrebbe aiutare i medici a distinguere i confini del tumore e identificare i tumori metastatici . Gli agenti di imaging possono essere combinati con telecamere bioispirate, che i ricercatori avevano precedentemente sviluppato per la diagnosi in tempo reale durante l'intervento chirurgico, ha affermato il leader del gruppo di ricerca Viktor Gruev, professore di ingegneria elettrica e informatica dell'Illinois. In un nuovo studio sulla rivista ACS Nano ("Nanoparticelle rivestite di membrana cellulare per la delineazione del tumore e la stima qualitativa dei biomarcatori del cancro all'eccitazione a singola lunghezza d'onda in modelli murini e fantasma"), i ricercatori hanno dimostrato le loro nuove nanoparticelle a doppio segnale nei fantocci tumorali - modelli 3D che imitano le caratteristiche dei tumori e dei loro dintorni - e nei topi vivi. tenere in mano soluzioni di nanoparticelle che possono colpire due biomarcatori del cancro, emettendo due segnali distinti quando illuminati da una lunghezza d'onda fluorescente Il ricercatore Indrajit Srivastava detiene soluzioni di nanoparticelle che possono colpire due biomarcatori del cancro, emettendo due segnali distinti quando illuminati da una lunghezza d'onda fluorescente. Ciò potrebbe fornire ai chirurghi un quadro più completo di un tumore e guidare le decisioni in sala operatoria. Sullo sfondo c'è una scansione microscopica di un campione di tessuto. (Immagine: Fred Zwicky) “Se vuoi trovare tutto il cancro, l'imaging di un biomarcatore non è sufficiente. Potrebbe mancare qualche tumore. Se si introduce un secondo o un terzo biomarcatore, aumenta la probabilità di rimuovere tutte le cellule tumorali e aumenta la probabilità di un esito migliore per i pazienti”. ha detto Gruev, che è anche professore al Carle Illinois College of Medicine. "Farmaci multi-targeting e agenti di imaging sono una tendenza recente e il nostro gruppo sta guidando la tendenza perché disponiamo della tecnologia della fotocamera in grado di visualizzare più segnali contemporaneamente". Tradizionalmente, un chirurgo rimuove un tumore e lo invia a un patologo per la valutazione, un processo che può richiedere ore o giorni, ha affermato il ricercatore post-dottorato dell'Illinois Indrajit Srivastava, il primo autore dell'articolo. Poiché la ricerca si è spostata verso la diagnostica in tempo reale, diverse sfide hanno impedito un'ampia applicazione: molti agenti di imaging mirati al tumore raggiungono solo in minima parte i loro obiettivi tumorali, invece vengono rapidamente eliminati dal flusso sanguigno e si accumulano nel fegato, ha affermato Srivastava. “Alcune persone prima di noi hanno utilizzato nanoparticelle rivestite di globuli rossi e hanno scoperto che circolano più a lungo, alcuni giorni. Abbiamo visto la stessa cosa nei nostri topi: le nanoparticelle rivestite di membrana circolavano più a lungo nel sangue, con un assorbimento ridotto nel fegato. Poiché circolavano più a lungo, più agenti di imaging si accumulavano nei tumori, dandoci un segnale fluorescente più forte", ha detto Srivastava.
Rappresentazione artistica di nanoparticelle avvolte in una membrana che si legano a marcatori su una cellula tumorale ed emettono luce colorata. I due biomarcatori presi di mira dai nuovi agenti di imaging includono uno che è prevalente nel cancro in fase iniziale e uno che è prevalente nel cancro in fase avanzata, che è più probabile che sia metastatico. I ricercatori hanno scoperto che le sonde erano efficaci nel distinguere il tessuto canceroso dal tessuto sano, oltre a distinguere i due segnali l'uno dall'altro. “Questo è interessante per l'applicazione chirurgica, in quanto potrebbe aiutare a determinare dove esattamente eseguire il taglio. Avere più segnali fornisce un quadro più generale del tumore. E potrebbe dire a un chirurgo: 'Questo potrebbe essere metastatico, potresti voler essere più aggressivo nella tua rimozione.'” Ha detto Srivastava. La necessità di una sola lunghezza d'onda della luce laser per suscitare più segnali è un altro vantaggio per le applicazioni chirurgiche, poiché rende la strumentazione molto più compatta rispetto a quelle che richiedono più laser per ciascuna lunghezza d'onda necessaria, ha affermato Gruev. I ricercatori hanno in programma di sviluppare più agenti di imaging tumorale che prendono di mira più marcatori e di andare avanti con ulteriori studi preclinici e clinici utilizzando i loro coloranti a doppio segnale con occhiali chirurgici che hanno sviluppato. "In questa battaglia per garantire la rimozione di tutte le cellule tumorali durante l'intervento chirurgico, abbiamo bisogno di investimenti sia nella tecnologia delle telecamere di imaging che negli agenti mirati al tumore", ha affermato Gruev. "Questo lavoro ci sta aiutando a realizzare e guidare meglio l'approccio olistico che stiamo adottando man mano che ci avviciniamo sempre di più agli studi clinici".

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