Наночастинки в сечі мишей вказали на рак і допомогли визначити його місце розташування на ПЕТ

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили двоетапний метод діагностики злоякісних пухлин. Вони використовували наночастинки, які модифікуються протеазами раку і в такому зміненому вигляді діагностуються в сечі. У разі необхідності, на другому етапі проводять позитронно-емісійну томографію, яка визначає накопичення в пухлині ізотопу міді, прикріпленого до тих же наночастинок. Метод, описаний в, дозволяє діагностувати рак вже через кілька тижнів після його виникнення.

Якщо злоякісну пухлину знаходять на ранній стадії, то зазвичай у хворого більше шансів на одужання, тому дослідники прагнуть розробити нові методи діагностики раку. При цьому чим швидше і легше такий метод діагностики, тим більша ймовірність, що він стане використовуватися в скринінгу. Ми вже писали, що вчені з Великобританії і США випробували спосіб визначення раку з аналізу сечі. Вони сконструювали наночастинки з золота, білка і пептидних зв'язків, які розпізнаються білками раку і розрізаються ними. Змінені наночастинки потім потрапляють в сечу і пофарбовують її в синій колір.

Вчені з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Сангіти Бхатія (Sangeeta Bhatia) також розробили систему, що використовує наночастинки, щоб діагностувати рак. В основі методу лежать особливості патології злоякісних пухлин: клітини раку зазвичай використовують протеази - ферменти, які дозволяють їм розрізати позаклітинний матрикс і поширяться в організмі. Дослідники створили наночастинки, вкриті білками, які є мішенню для протеаз. Такі наночастинки вводили хворим тваринам, протеази розрізали білки на їх поверхні, і модифіковані наночастинки потрапляли в сечу, де їх наявність визначали методами імуноферментного аналізу. Розроблений спосіб діагностики злоякісних пухлин дозволив виявити рак легенів у мишей вже через п'ять тижнів після його виникнення.

Після успіху першого етапу дослідження вчені поставили собі нове завдання - зрозуміти, де саме в організмі мишей розташовується пухлина. Для цього вони додали до розроблених наночастинок білок (pHLIP), який притягується до тканин з кислим середовищем. Наночастинки групуються навколо пухлин, оскільки клітини раку роблять середовище навколо себе кислою. До наночастинок також додали ізотоп міді ⁶⁴Cu, який можна визначити позитронно-емісійною томографією.

Дослідники протестували свій метод діагностики на мишах з раком легенів і печінки і змогли простежити, як змінюється сигнал від ізотопу під час лікування. Весь експеримент зайняв менше місяця: через тиждень після виникнення пухлини аналіз сечі вже показав її наявність, мишам тут же почали лікування 5-фторурацилом, а через два тижні (3 тижні в разі раку печінки) за результатами позитронно-емісійної томографії стан тварин значно покращився.

Такий метод діагностики може бути корисним для скринінгових досліджень. На першому етапі з аналізу сечі лікарі визначать, чи хворіє людина на рак, а на другому етапі, якщо тест виявить пухлину, можна відразу застосувати позитронно-емісійну томографію, щоб дізнатися її положення. Це дозволить діагностувати злоякісні утворення на ранніх стадіях, і приступати до негайного лікування.

На розвиток раку впливають як генетичні фактори, так і фактори навколишнього середовища. Нещодавно американські медики проаналізували ультрафіолетове випромінювання в різних країнах і захворюваність на рак товстої і прямої кишки і дійшли висновку, що дефіцит ультрафіолету пов'язаний зі збільшенням ризику раку товстої кишки при старінні.