Зонд для исследования опухолей с помощью двух методов визуализации

Исследователи A*STAR разработали и успешно протестировали на мышах органический краситель, который может подсвечивать раковые клетки для двух мощных методов визуализации, предоставляющих дополнительную диагностическую информацию.

Для преодоления ограничений отдельных методов визуализации опухолей используется мультимодальная визуализация. Два очень эффективных метода — фотоакустическая визуализация и поверхностно-усиленная комбинационная спектроскопия (SERS). Первый позволяет визуализировать глубокие ткани с хорошим разрешением, а второй обнаруживает минимальные количества целевой молекулы. Для одновременного использования обоих методов зонд должен генерировать сигналы для обеих модальностей.

Обычно в мультимодальной визуализации комбинируют два зонда в одну двухмолекулярную конструкцию. Однако команды Малини Оливо (A*STAR Singapore Bioimaging Consortium) и Бин Лю (A*STAR Institute of Materials Research and Engineering) вместе с зарубежным коллаборатором Беном Чжун Таном (Гонконгский университет науки и технологии) разработали одномолекулярные зонды на основе органических цианиновых красителей, поглощающих ближнее инфракрасное излучение. Это позволяет глубоко проникать в ткани и визуализировать глубоко расположенные опухоли.

После проверки работы зондов для обоих методов их производительность оптимизировали:

• Добавили золотые наночастицы для усиления сигнала SERS.
• Инкапсулировали в полимер полиэтиленгликоль для стабилизации структур.

Затем оптимизированные зонды протестировали на живых мышах. Функционализация зондов антителом, распознающим опухолевый белок на поверхности клеток, позволила направить их к опухолям. Результаты:

• В фотоакустической визуализации целевые зонды давали сигнал примерно в 3 раза сильнее, чем немодифицированные.
• С помощью SERS команда смогла в реальном времени с высокой чувствительностью отслеживать концентрацию зондов в опухоли, селезенке и печени.

Старший научный сотрудник группы Оливо У. С. Диниш отметил "удивление чувствительностью и потенциалом наноконструкции". Он предполагает, что зонд можно использовать для направленного хирургического удаления опухолей.