Наносенсоры помогут определить способность опухолей к ремоделированию тканей
Исследователи MIT разработали наносенсоры для профилирования опухолей, которые могут дать представление об их реакции на определённые виды терапии. Система основана на измерении уровня ферментов протеаз, которые раковые клетки используют для изменения своего микроокружения.
После адаптации для человека такие сенсоры смогут определять агрессивность опухоли и помогать врачам выбирать оптимальное лечение.
Принцип работы: нагрев и высвобождение
После инъекции в область опухоли наносенсоры активируются безопасным для здоровых тканей магнитным полем. Взаимодействуя с целевыми белками опухоли и модифицируясь ими, сенсоры выводятся с мочой, где их можно легко обнаружить менее чем за час.
Сенсоры содержат наночастицы, чувствительные к протеазам (например, матриксным металлопротеиназам, MMPs), и магнитные частицы. Под воздействием переменного магнитного поля (около 500 000 переключений в секунду) магнитные частицы нагреваются. Это приводит к разрушению термочувствительной оболочки и высвобождению протеазных сенсоров. Нагрев недостаточен для повреждения окружающих тканей.
Результаты и перспективы
В исследовании на мышах учёные смогли точно дифференцировать различные типы опухолей толстой кишки по уровню продукции протеаз.
Эта технология может быть полезна для:
- Выбора терапии: некоторые методы лечения, находящиеся в клинических испытаниях, используют антитела, активируемые протеазами в опухоли. Они будут наиболее эффективны для пациентов с высоким уровнем этих ферментов.
- Диагностики метастазов: например, для оценки объёма поражения печени метастатическими очагами, что критично для выбора тактики лечения (например, решения об операции).
- Анализа других ферментов: подход можно адаптировать для детекции ферментов, расщепляющих сахарные цепи или липиды.
Технология позволяет снизить фоновую активацию сенсоров в крови и других органах, обеспечивая пространственно-временной контроль и измерение активности протеаз, непосредственно связанной с прогрессированием опухоли.