Ученые из Университета Эмори (Emory University) и Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) продемонстрировали, что флуоресцентные наночастицы, известные как квантовые точки, являются идеальным инструментом для различения и идентификации редких раковых клеток в биопсийных тканевых образцах.

Клетки Рида-Стернберга можно отличить по их
красным контурам, синему и белому окрашиванию
внутренней среды и отсутствию зеленого окрашивания.
(Фото: Shuming Nie)

Статья, которая будет проанонсирована на обложке очередного (15.07.2010) номера журнала Analytical Chemistry, описывает, как связанные с антителами многоцветные квантовые точки определяют клетки Рида-Стернберга, характерные для лимфомы Ходжкина.

«Наши методы окрашивания многоцветными квантовыми точками обеспечивают быстрое обнаружение и идентификацию редких злокачественных клеток в гетерогенной ткани образца», – говорит старший автор доктор философии Шуминг Ни (Shuming Nie), профессор кафедры биомедицинской инженерии в Технологическом институте Джорджии и Университете Эмори. «Клиническое использование таких квантовых точек не ограничивается лимфомой Ходжкина и потенциально может быть расширено до обнаружения стволовых раковых клеток, ассоциированных с опухолью макрофагов и других редких типов клеток».

Квантовые точки – наноразмерные полупроводниковые кристаллы, обладающие уникальными химическими и физическими свойствами благодаря своим размерам и очень компактной структуре. Квантовые точки можно химически связать с антителами, способными обнаруживать молекулы, находящиеся на поверхности или внутри раковых клеток.

Чтобы подтвердить возможности квантовых точек различать молекулы, для окрашивания ткани биопсийных образцов, взятых из лимфатических узлов, ученые одновременно использовали четыре варианта – белый, красный, зеленый и синий, каждый из которых определял только один белок. Цель заключалась в том, чтобы отличить шесть случаев лимфомы Ходжкина от двух других типов лимфомы и образцов, взятых у двух пациентов с доброкачественными новообразованиями лимфатических узлов.

Клетки Рида-Стернберга имеют характерный внешний вид, но в ткани лимфатических узлов они обычно находятся в окружении белых кровяных клеток. В таких условиях, считают ученые, обнаружить их ничуть не легче, чем найти иголку в стоге сена.

«Мы очень рады появлению этого метода», – говорит доктор медицины Эндрю Янг (Andrew Young), доцент кафедры патологии и лабораторной медицины Медицинской школы Университета Эмори (Emory University School of Medicine). «Мы рассчитываем, что он поможет отслеживать результаты получаемого больным лечения и может быть использован при многих других формах рака».

Самый надежный способ идентифицировать клетку – увидеть более чем один из ее белков. Стандартными методами в большинстве патологических лабораторий окрашивание клеток четырьмя различными антителами потребует четырех отдельных стекол – проблема, если образец очень мал. Сегодня же обычно берутся маленькие диагностические образцы, так как они снижают нагрузку на пациента. Кроме того, на нескольких отдельных стеклах могут находиться разные клетки. Квантовые точки позволяют «мультиплексирование»: наложение друг на друга четырех цветов.

Лимфома Ходжкина обычно лечится химиотерапией и облучением и выделяется среди подтипов лимфом относительно высоким уровнем выживаемости. Янг считает, что метод квантовых точек будет полезен и при других типах рака, где дифференциация раковых клеток, основанная на поверхностных или генетических маркерах, может указать онкологам путь к адресной терапии, разработанной для конкретного типа опухоли.

Исследование поддержано Национальным институтом рака (National Cancer Institute).

Аннотация к статье: Jian Liu, Stephen K. Lau, Vijay A. Varma, Brad A. Kairdolf, Shuming Nie. Multiplexed Detection and Characterization of Rart Tumor Cells in Hodgkin Lymphoma with Multicolor Quantum Dots