Avbildningsmedel lyser upp två cancerbiomarkörer samtidigt för att ge en mer komplett bild av tumören

Avbildningsmedel lyser upp två cancerbiomarkörer samtidigt för att ge en mer komplett bild av tumören

Tidsstämpel: 5 juni 2023 3:34
Källnod: 2702939
05 juni 2023 (Nanowerk Nyheter) Cancerkirurger kan snart få en mer komplett bild av tumörer under operation tack vare nya bildbehandlingsmedel som kan belysa flera biomarkörer samtidigt, rapporterar forskare från University of Illinois Urbana-Champaign. De fluorescerande nanopartiklarna, insvepta i röda blodkroppars membran, riktar sig mot tumörer bättre än nuvarande kliniskt godkända färgämnen och kan avge två distinkta signaler som svar på bara en stråle av kirurgiskt ljus, en funktion som kan hjälpa läkare att särskilja tumörgränser och identifiera metastaserande cancerformer . Avbildningsmedlen kan kombineras med bioinspirerade kameror, som forskarna tidigare utvecklat för realtidsdiagnos under operation, säger forskargruppsledaren Viktor Gruev, professor i el- och datorteknik i Illinois. I en ny studie i tidskriften ACS Nano ("Cellmembranbelagda nanopartiklar för tumöravgränsning och kvalitativ uppskattning av cancerbiomarkörer vid excitation med en enda våglängd i murina och fantommodeller"), demonstrerade forskarna sina nya nanopartiklar med dubbla signaler i tumörfantomer – 3D-modeller som efterliknar egenskaperna hos tumörer och deras omgivning – och i levande möss. handhållna lösningar av nanopartiklar som kan riktas mot två cancerbiomarkörer och avger två distinkta signaler när de lyser med en fluorescerande våglängd Forskaren Indrajit Srivastava innehar lösningar av nanopartiklar som kan rikta in sig på två cancerbiomarkörer, som avger två distinkta signaler när de tänds med en fluorescerande våglängd. Detta kan ge kirurger en mer komplett bild av en tumör och vägleda operationssalsbeslut. I bakgrunden finns en mikroskopisk bild av ett vävnadsprov. (Bild: Fred Zwicky) “Om du vill hitta all cancer, räcker det inte med att avbilda en biomarkör. Det kan missa vissa tumörer. Om du introducerar en andra eller en tredje biomarkör ökar sannolikheten för att ta bort alla cancerceller, och sannolikheten för ett bättre resultat för patienterna ökar.” sade Gruev, som också är professor vid Carle Illinois College of Medicine. "Multiple-targeted droger och bildbehandlingsmedel är en ny trend, och vår grupp driver trenden hårt eftersom vi har kameratekniken som kan avbilda flera signaler samtidigt." Traditionellt tar en kirurg bort en tumör och skickar den till en patolog för bedömning, en process som kan ta timmar till dagar, sa Illinois postdoktorala forskare Indrajit Srivastava, den första författaren till uppsatsen. När forskningen har gått mot realtidsdiagnostik har flera utmaningar förhindrat bred tillämpning: Många tumörinriktade bildbehandlingsmedel når endast minimalt sina tumörmål, istället rensas de snabbt från blodomloppet och ackumuleras i levern, sa Srivastava. "Några personer före oss har använt nanopartiklar belagda med röda blodkroppar och funnit att de cirkulerar längre - några dagar. Vi såg samma sak hos våra möss: De membranbelagda nanopartiklarna cirkulerade längre i blodet, med minskat upptag i levern. Eftersom de cirkulerade längre, ackumulerades fler av avbildningsmedlen i tumörerna, vilket gav oss en starkare fluorescerande signal, säger Srivastava.
En konstnärs återgivning av membranlindade nanopartiklar som binder till markörer på en cancercell och avger färgat ljus. De två biomarkörerna som de nya avbildningsmedlen riktar sig till inkluderar en som är utbredd i tidig cancer och en som är utbredd vid cancer i sent skede, som är mer sannolikt att vara metastaserande. Forskarna fann att sonderna var effektiva för att skilja cancervävnad från frisk vävnad, samt att skilja de två signalerna från varandra. "Detta är tilltalande för kirurgisk tillämpning, eftersom det kan hjälpa till att avgöra exakt var man ska skära. Att ha flera signaler ger en mer övergripande bild av tumören. Och det kan säga till en kirurg: 'Detta kan vara metastaserande, du kanske vill vara mer aggressiv i din borttagning'” sa Srivastava. Att bara behöva en våglängd av laserljus för att framkalla flera signaler är en annan fördel för kirurgiska tillämpningar, eftersom det gör instrumenteringen mycket mer kompakt än de som kräver flera lasrar för varje nödvändig våglängd, sa Gruev. Forskarna planerar att utveckla fler tumöravbildningsmedel som är inriktade på flera markörer, och att gå vidare med ytterligare prekliniska och kliniska studier med hjälp av deras dubbla signalfärgämnen med kirurgiska glasögon som de har utvecklat. "I den här kampen för att säkerställa att vi tar bort alla cancerceller under operationen behöver vi investeringar både i bildkameratekniken och i tumörinriktningsmedlen," sa Gruev. "Detta arbete hjälper oss att bättre inse och vägleda det holistiska tillvägagångssätt som vi tar när vi kommer närmare och närmare kliniska prövningar."

Tidsstämpel:

Mer från Nanoverk