Новые наночастицы помогают обнаруживать глубоко расположенные раковые опухоли

Исследователи разработали новый тип наночастиц и сопутствующую методику визуализации, способные обнаруживать множественные биомаркеры заболеваний, включая маркеры рака молочной железы, в глубоких тканях организма.

Работа, опубликованная в журнале Nature Nanotechnology, открывает новые возможности для малоинвазивной диагностики заболеваний и может найти широкое применение как в биомедицинских исследованиях, так и в клинической практике.

Основное ограничение существующих методов на основе наночастиц заключается в том, что с их помощью можно одновременно обнаруживать и количественно определять только один биомаркер заболевания. Мультиплексное обнаружение множества маркеров в сложной среде тканей, поглощающих и рассеивающих свет, было серьёзной проблемой из-за интерференции сигналов.

Чтобы решить эту проблему, команда создала инновационные наночастицы. Они излучают свет на одной и той же частоте (в ближнем инфракрасном диапазоне), но запрограммированы на свечение в течение заданных промежутков времени (в диапазоне от микро- до миллисекунд).

Чётко идентифицируемая молекулярная сигнатура создаётся за счёт длительности свечения и реакции биомаркера на это дозированное по времени излучение (известное как время жизни люминесценции). Этот подход позволяет чётко идентифицировать и визуализировать несколько биомаркеров, поскольку отсутствует интерференция перекрывающихся длин волн.

В ходе лабораторных испытаний новые наночастицы успешно обнаружили множественные формы опухолей рака молочной железы у мышей. Учёным удалось выявить и идентифицировать ключевые биомаркеры для ряда различных подтипов этого заболевания.

Эта технология потенциально может стать малоинвазивным методом определения наличия рака молочной железы и его формы без необходимости взятия образцов ткани с помощью биопсии.

В перспективе новые наночастицы позволят проводить количественную оценку широкого спектра биомаркеров заболеваний и рака одновременно. Методика может быть использована для скрининга заболеваний на ранних стадиях и потенциально интегрирована в терапию.

Следующие шаги в исследовании включают дальнейшее усовершенствование наночастиц, изучение вопросов, связанных с клиническим внедрением технологии, и поиск новых областей её применения.