ExoSCOPE spremlja zdravljenje raka v realnem času na molekularni ravni

et al Nat. Nanotechnol. 10.1038/s41565-021-00872-w ©2021)”>et al Nat. Nanotechnol. 10.1038/s41565-021-00872-w ©2021)”>

Ujeti zdravila proti raku pri dejanju se morda zdi zapleteno – vendar bi lahko kmalu postalo veliko preprostejše.

Ena od treh običajnih metod zdravljenja raka je kemoterapija; ta proces uporablja aktivne kemikalije za uničenje nenormalnih ali tumorskih celic. Temeljni izziv kemoterapije je v interakciji z vsemi hitro delečimi se celicami v telesu in zato lahko povzroči hude stranske učinke.

Za izboljšanje slabosti kemoterapije in drugih ciljnih terapij so znanstveniki na Inštitut za zdravstvene inovacije in tehnologijo, Nacionalna univerza v Singapurju, so razvili tehnologijo za spremljanje zdravljenja, ki ocenjuje specifične interakcije zdravil z rakavimi celicami. Raziskovalci opisujejo tehnologijo, imenovano spremljanje zunajceličnih veziklov zasedenosti majhnih molekul in izražanja beljakovin (ExoSCOPE), v Naravna nanotehnologija.

Tehnologija ExoSCOPE

ExoSCOPE se opira na drobne nanodelcem podobne vezikle, ki jih izločajo celice sesalcev, zlasti rakave celice. Ti tako imenovani zunajcelični vezikli (EV) vsebujejo več komponent, vključno s tistimi, ki so odgovorne za medsebojno delovanje in ciljanje zdravil. Tehnologija ExoSCOPE preučuje številčnost EV, proizvedenih v krvi, z uporabo plazmoničnih senzorjev za oceno, kako se zdravila ali drugi agensi vežejo na EV prek specifičnih proteinskih receptorjev. To raziskovalcem pomaga razumeti in spremljati interakcijo rakavih celic z zdravili na molekularni ravni.

Ekipa je zasnovala specializirane sonde, sestavljene iz zlatih nanoringov, ki so bili uporabljeni za identifikacijo priklopnih mest zdravil z rakavimi celicami. V primerjavi s predhodno zasnovano sondo ponujajo ti nanoringi, ki delujejo kot plazmonični resonatorji, izboljšano zaznavanje signala z ojačanjem mest zajemanja molekularnih reakcij z rakavimi celicami.

Nova sonda lahko ojača signale iz električnih vozil z nizko zmogljivostjo za ciljanje zdravil in omogoča spremljanje molekularnih reakcij v realnem času med zdravljenjem raka. Plazmonični resonatorji ustvarjajo elektromagnetne vroče točke, ki povečajo občutljivost zaznavanja. Da bi povečali zaznavanje signala, je ekipa zagotovila, da so molekularne reakcije potekale znotraj teh vročih točk.

Klinične aplikacije  

Ekipa je analizirala vzorce plazme bolnikov s pljučnim rakom z uporabo plazmoničnih nanoring resonatorjev, da bi identificirala možne označevalce raka. V primerjavi z drugimi analizami EV so rezultati ExoSCOPE pokazali najbolj natančno klasifikacijo bolezni s površino pod krivuljo 0.982.

Raziskovalci so nadalje pregledali vzorce krvi bolnikov s pljučnim rakom, ki so bili podvrženi ciljnemu zdravljenju z erlotinibom, da bi določili časovne spremembe v zasedenosti zdravila pri EV, povezanih z rakom. Ugotavljajo, da je bila platforma ExoSCOPE sposobna razlikovati med izidi zdravljenja (odzivi in ​​neodzivi) po samo 24-urnem časovnem zamiku, medtem ko običajna farmakološka analiza krvi tega ni mogla.

"Ta tehnologija ponuja obetaven pristop za spremljanje rezultatov zdravljenja rakavih celic," pravi prvi avtor Sijun Pan.

Vir: https://physicsworld.com/a/exoscope-monitors-cancer-treatment-in-real-time-at-the-molecular-level/