Журнал ACS Nano сообщает о разработке контрастного агента для улучшения видимости клеток рака кожи во время сканирования инновационной медицинской системой визуализации, использующей сочетание ультразвука и света. Гибридный сканер даст возможность врачам определять меланому, наиболее опасную форму рака кожи, на самых ранних стадиях, когда лечение приносит наибольший эффект.

Опухоль кожи (вверху) после обработки
новым контрастным агентом, который улучшает
визуализацию раковых клеток (внизу) с помощью
инновационного медицинского прибора для визуализации.
(Credit: American Chemical Society) .[image right]

Ученые факультета биомедицинской инженерии Вашингтонского университета (University of Washington) и отделения биостатистики Школы Медицины Вашингтонского университета (Washington University School of Medicine) Лихун Ван (Lihong Wang), Юнан Ся (Younan Xia) и их коллеги отмечают, что ранняя диагностика является ключом к увеличению выживаемости пациентов с меланомой. Пятилетняя выживаемость для меланомы составляет 98 процентов, если опухоль диагностирована вовремя, снижаясь при выявлении на более поздней стадии до 15 процентов. Существующие методы визуализации для раннего обнаружения клеток меланомы выдают низкокачественные изображения, «заглядывая» на глубину всего в несколько долей дюйма, и используют при этом вредные радиоактивные вещества. Новый многообещающий метод, названный фотоакустической томографией (photoacoustic tomography – PAT), решает эти проблемы. Система освещает опухоли светом, проникающим внутрь новообразования, что слегка нагревает опухолевые клетки и генерирует высокочастотные звуковые волны, составляющие изображение опухоли. Но методу фотоакустической томографии не хватает оптимального контрастирующего агента, который легко проникал бы в раковые клетки и делал их видимыми.

Ученые разработали такой агент, связав специфичный для клеток меланомы пептид (строительный блок белков) с золотыми нанооболочками (nanocages). Эти полые наночастицы имеют форму куба и размер равный 1/50000 толщины человеческого волоса. При введении мышам с меланомой нанооболочки улучшают качество изображения раковых клеток в три раза по сравнению с наночастицами, не связанными с пептидом. Золотые нанооболочки перспективны и как метод уничтожения клеток рака кожи, так как могут использоваться как для их нагревания, так и для доставки антиканцерогенных препаратов.

Ранняя диагностика, точное определение стадии заболевания и визуальное сопровождение удаления меланомы остаются важнейшей факторами увеличения выживаемости пациентов и улучшения результатов лечения. Существующие методы не могут удовлетворить эти требования из-за низкой чувствительности, плохого пространственного разрешения, низкой способности к проникновению и/или ионизирующего излучения. Эти ограничения можно снять благодаря сочетанию фотоакустической томографии с высоким разрешением (PAT) с золотыми нанооболочками (AuNCs), отличающимися чрезвычайно высокой способностью к оптическому поглощению. При биоконъюгации с [Nle4,d-Phe7]-α-меланоцитстимулирующим гормоном AuNCs выступают в качестве нового контрастного агента для in vivo молекулярной фотоакустической томографии меланом с исключительной чувствительностью и высокой специфичностью. Контрастность изображения, усиленного биоконъюгированными AuNCs, увеличивается примерно на 300 процентов по сравнению с контролем, пегилированными AUNCs (PEGylated AuNCs). Количественная оценка аккумулированных в опухолях AuNCs, проведенная in vivo с помощью фотоакустической томографии, была дополнительно подтверждена методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). (Фото: pubs.acs.org)

Аннотация к статье: «Kim et al. In Vivo Molecular Photoacoustic Tomography of Melanomas Targeted by Bioconjugated Gold Nanocages»: http://pubs.acs.org/…21/nn100736c