Картирование гетерогенности опухоли с помощью квантовых точек

За последнее десятилетие важным открытием в онкологии стало то, что по мере развития опухоли молекулярная идентичность её клеток начинает расходиться. В результате любая опухоль, вероятно, содержит группы клеток с разным генетическим составом, скоростью роста и, что важнее, чувствительностью к конкретным лекарствам.

Исследовательская группа из Университета Эмори разработала метод картирования молекулярной гетерогенности биопсий опухолей предстательной железы человека, полученных от пациентов. Для этого они использовали смесь из четырёх квантовых точек, связанных с антителами, способными обнаруживать белки, ассоциированные с раком. Метод должен быть применим и к другим типам опухолей.

Руководил работой Шуминг Ни, главный исследователь Центра нанотехнологий в онкологии Университета Эмори и Технологического института Джорджии. Результаты опубликованы в журнале ACS Nano.

Команда выбрала для нацеливания четыре белка, используя моноклональные антитела. К каждому антителу присоединили квантовую точку — ярко флуоресцентную наночастицу, излучающую свет с уникальным оптическим сигналом. После окрашивания образцов рака простаты человека четырьмя конструктами "антитело-квантовая точка", исследователи использовали коммерческую мультиспектральную систему визуализации для получения флуоресцентных изображений ткани.

Затем они проанализировали спектральные данные с помощью компьютерного алгоритма, способного разделить четыре оптических сигнала и создать карту локализации каждой из четырёх квантовых точек на образцах опухоли. Эти карты выявили сложные микроокружения внутри опухолей и показали существенные различия между биопсиями разных пациентов.

Карты также точно указали области предстательной железы, в которых происходят структурные изменения, характерные для перехода здоровой ткани в злокачественную. Исследователи отмечают, что их работа показывает: архитектурные изменения при раке простаты, вероятно, начинаются с единственной злокачественной клетки в областях железы, известных как люминальный и базальный слои.

Исследование было частично поддержано Альянсом по нанотехнологиям в онкологии NCI — комплексной инициативой, призванной ускорить применение нанотехнологий для профилактики, диагностики и лечения рака. Работа подробно описана в статье "Molecular Mapping of Tumor Heterogeneity on Clinical Tissue Specimens with Multiplexed Quantum Dots".