Новая технология инфракрасной химической визуализации для точной диагностики рака

Новая технология инфракрасной химической визуализации для точной диагностики рака

По данным Американского онкологического общества, в этом году у 174 000 мужчин будет диагностирован рак предстательной железы. Это одно из самых распространённых онкологических заболеваний в США. В Европе статистика примерно та же.

Существующие средства диагностики этого вида рака несовершенны. Они часто не дают полного представления о том, насколько агрессивна опухоль и насколько необходима радикальная операция. В результате пациентов оперируют излишне часто, что часто приводит к инвалидизации, утрате половой функции и другим неприятным последствиям.

При этом неагрессивный рак простаты вполне поддается лечению новыми иммуно- и таргетными препаратами.

Значение нового открытия

Новая методика диагностики была изначально предложена М. Ченгом, профессором кафедры фотоники в Бостонском университете.

Новая работа по созданию инфракрасных химических изображений – это совершенно новый подход, позволяющий проводить более точные микроскопические исследования тканей для обнаружения малейших изменений в структуре клеток. При этом сокращается большое количество ненужных операций.

«Влияние на всю систему диагностики рака будет огромным. Новый метод позволит выявлять агрессивный рак молочной железы, опухоли предстательной железы и другие виды злокачественных опухолей получением информации о биомаркерах с субмикронным пространственным разрешением», – сказал профессор Ченг.

диагностика рака в Европе

Ключевая ценность этого нового изобретения – скорость получения результата. Предлагаемый способ позволяет значительно быстрее обследовать клетки и ткани. Он также обеспечивает картографирование большей площади, что важно для определения информации о биомаркерах.

Новая технология подробно описана в статье, опубликованной в пятницу (19 июля) в журнале Science Advances. В работе помимо исследователей из Бостонского университета участвовали и ученые из Академии наук Китая.

Каков принцип работы диагностической системы

Ченг сказал, что поиск внутриклеточных биомаркеров для определения агрессивности рака был основной целью исследования. Новый метод открывает возможности исследования живых раковых клеток, а не высушенного и парафинированного биоптата, который можно было изучить с помощью традиционной инфракрасной спектроскопии.

Технология работает на основе использования двух лучей лазера. Используется одновременное прохождение через образец и инфракрасного лазерного возбуждения, и другого лазера-зонда. В процессе этого производится измерение микроскопических температурных градиентов.

Фототермическое обнаружение обеспечивает улучшение пространственного разрешения на порядок по сравнению с традиционной инфракрасной микроскопией, что делает возможным поиск различных биомаркеров в живых клетках.

диагностика рака в Европе

Ченг в сотрудничестве со своим соавтором Али Шакури использовал инновационную камеру, быстродействие которой дает возможность обрабатывать десятки миллионов пикселей в секунду по семи параллельным каналам.

Шакури, изобретатель закрытой камеры, сказал, что камера способна обнаруживать очень небольшие изменения света, попадающего в нее.

Новый метод диагностики рака основан на работах Ченга и его коллег, проведенных три года назад в той же лаборатории Бостонского университета. Предыдущий диагностический аппарат на создание изображения требовал 8 секунд.

Это профессор Ченг считал слишком медленным, потому что клетки и молекулы в них находятся в постоянном движении. Система же, созданная в этом году, удовлетворяет всем запросам быстродействия.

Перспективы развития

Будущие исследования будут включать в себя работу по увеличению поля зрения, чтобы размер исследуемой пробы мог достигать нескольких миллиметров.

Ченг также хочет повысить чувствительность, чтобы обнаруживать и идентифицировать очень маленькие частицы, такие как один вирус или одна бактерия. Последнее может также позволить быстрее обнаруживать ответ бактерий на антибиотики.

«В настоящее время медицинская практика заключается в том, чтобы тратить 1-2 дня на культивирование образца, а затем врач может сказать вам, есть ли у вас инфекция или нет. Но если мы сможем непосредственно видеть бактерии в живой ткани, это будет мгновенное обнаружение, которое станет важным применением этой платформы», – сказал Ченг.

Возможно вас заинтересует
Мышь в руке
Исследователи из США выяснили, почему препараты, которые эффективно лечат рак у лабораторных мышей, не могут справиться с аналогичными злокачественными новообразованиями у человека.  
Глиобластома на снимке
Исследование показало, что темозоломид при глиобластоме более эффективен, если пациенты принимают его утром. Медиана выживаемости увеличивается в среднем на 3,5 месяца.
Пораженная опухолью почка и здоровая почка
Новый препарат для лечения почечно-клеточного рака с метастазами получил одобрение FDA. Тивозаниб будет использован у пациентов, которые не реагируют на другую терапию.  
Капельница
Новое открытие сделает химиотерапию более эффективной. Ученые ожидают, что использование ингибиторов ATR поможет избежать рецидива рака после лечения.
Бактерии
Результаты исследования Научного института Вейцмана: антигены бактерий, которые представлены на опухолевых клетках, помогут иммунитету уничтожить злокачественную опухоль.