Новости химической науки > Новая система для ранней диагностики рака

Существующие методы диагностики опухолевых заболеваний основаны на инвазивном методе биопсии или определении биомаркеров, оба метода, увы, дают однозначные результаты только в том случае, когда болезнь уже успела развиться в достаточной степени.

Исследователи из Южной Кореи разработали простой и неинвазивный метод обнаружения раковых клеток, который может ускорить раннюю диагностику злокачественных опухолей, предоставляя пациентам гораздо больше шансов на благоприятный прогноз лечения смертельного заболевания.

Рисунок из Chem. Commun., 2013, DOI: 10.1039/C2CC38235K

Опухолевые клетки отличаются от клеток нормальных целым рядом признаков, включая состав и строение их мембран. Было обнаружено, что мембраны раковых клеток содержат большее количество анионных липидов, чем оболочки здоровых клеток. Это обстоятельство приводит к тому, что на поверхности опухолевых клеток локализуется значительный отрицательный заряд. Юн-Бо Шим (Yoon-Bo Shim) решил использовать эту особенность раковых клеток для разработки метода диагностики, основанного на применении дауномицин (daunomycin), противоопухолевого препарата, который, как известно, взаимодействует с анионными липидами.

Система для детектирования основана на применении дауномицин-специфичного аптамера, образующего прочную ковалентную связь со слоем электропроводного полимера. Этот слой полимер нанесен на поверхность наночастиц золота, в свою очередь, нанесенных на поверхность электрода. В тестируемом растворе дауномицин связывается с раковыми клетками, после чего комплекс клетка-лекарственный препарат перехватывается аптамером. В результате появляется возможность количественного и весьма селективного определения раковых клеток за счет спектроскопии электрохимического импенданса (electrochemical impedance spectroscopy и флуоресцентной микроскопии.

Шим подчеркивает, что предел обнаружения исключителен – высокой точности и селективности в обнаружении опасных клеток удается достичь с помощью простого и дешевого оборудования и при возможности двойного контроля за счет электрохимических и флуоресцентных методов. Шим надеется, что разработанный им метод станет основой для экспрессной диагностики раковых заболеваний за счет анализа биологических жидкостей пациента, например, крови.

Аннела Седдон (Annela Seddon), эксперт по взаимодействию лекарственных препаратов с мембранами клеток из Университета Бристоля отмечает, что если клинические испытания покажут, что новая методика сможет определить небольшое количество опасных клеток в «бульоне» настоящего образца, она имеет все шансы стать надежным и мощным инструментом в арсенале существующих в настоящее время методик диагностики онкологических заболеваний.

Визуализированное с помощью флуоресцентной микроскопии взаимодействие дауномицина с опухолевыми клетками. (Рисунок из Chem. Commun., 2013, DOI: 10.1039/C2CC38235K)

Исследователи из группы Шима в дальнейшем планируют проверить разработанную систему в «полевых условиях» – реальной клинической практике. Также в планах у исследователей изучение других противораковых препаратов с потенциально полезным типов взаимодействия с клетками. Возможно, что новые препараты позволят разработать новые типы ранней диагностики рака.

Источник: Chem. Commun., 2013, DOI: 10.1039/C2CC38235K

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #нанотехнологии, #химия поверхности, #химия полимеров