Наночастицы могут улучшить обнаружение циркулирующих опухолевых клеток

Исследователи из Университета Эмори и Технологического института Джорджии обнаружили, что крошечные золотые частицы могут помочь врачам обнаруживать опухолевые клетки, циркулирующие в крови пациентов с раком головы и шеи.

Обнаружение циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) — это развивающаяся методика, которая позволяет онкологам отслеживать метастазирование у пациентов с раком или оценивать прогресс лечения. Золотые частицы, содержащие красители для их обнаружения с помощью лазерной спектроскопии, могут повысить специфичность этого метода, уменьшив количество ложноположительных результатов.

Результаты опубликованы онлайн в журнале Cancer Research.

Одна из проблем при обнаружении ЦОК — отделение сигнала от лейкоцитов, которые имеют схожий размер с опухолевыми клетками и могут прилипать к тем же антителам, которые обычно используются для идентификации опухолевых клеток. Коммерчески доступные устройства улавливают ЦОК с помощью магнитных шариков, покрытых антителами, и техникам приходится окрашивать захваченные клетки несколькими антителами, чтобы избежать ложной идентификации лейкоцитов как опухолевых клеток.

Исследователи показали, что полимер-покрытые золотые наночастицы с красителями, напрямую связанные с пептидом фактора роста (а не с антителом), могут обнаруживать ЦОК в крови пациентов с раком головы и шеи.

Ключевое технологическое преимущество заключается в том, что наночастицы золота, покрытые полимером и конъюгированные с низкомолекулярными пептидами, такими как EGF, гораздо менее «липкие», чем частицы, конъюгированные с целыми антителами. Это привело к значительному улучшению в различении опухолевых и нетуморных клеток в крови.

Частицы связаны с EGF (эпидермальным фактором роста), чей рецептор EGFR сверхэкспрессируется на поверхности клеток нескольких типов опухолей.

При лазерном облучении частицы демонстрируют чёткий, подобный отпечатку пальца, спектр, специфичный для красителя, поскольку золото усиливает сигнал от красителей. Это позволяет комбинировать несколько типов наночастиц для получения больше информации о характеристиках роста опухолевых клеток. Кроме того, измерение уровня ЦОК может быть достаточно чувствительным, чтобы различать пациентов с локализованным заболеванием и пациентов с метастатическим заболеванием.

Наночастицы могут сыграть ключевую роль в модификации процесса, позволяя обнаруживать ЦОК без отделения опухолевых клеток от нормальных клеток крови. Продемонстрирована возможность обнаружения одной опухолевой клетки приблизительно среди от одного до десяти миллионов нормальных клеток.

В сотрудничестве с онкологами Института рака Уиншипа исследователи использовали наночастицы для тестирования на ЦОК в образцах крови 19 пациентов с раком головы и шеи. У 17 из этих пациентов были зарегистрированы положительные сигналы на ЦОК в крови. У двух пациентов со слабыми сигналами с помощью другой методики было подтверждено отсутствие циркулирующих клеток.

Хотя результаты ещё не сравнивались и не валидированы с текущими методами обнаружения ЦОК, новая технология SERS («одна пробирка») может быть быстрее и дешевле, чем другие методы обнаружения. Для валидации этого пилотного исследования необходимы дальнейшие работы с большими группами пациентов и сравнение с другими тестами.