Квантовые точки и наностержни визуализируют раковые клетки

Ярко флуоресцентные квантовые точки и квантовые стержни становятся важными инструментами для идентификации специфических молекул и клеток в живых системах. Два новых исследования демонстрируют некоторые способы их применения в онкологии.

Исследование квантовых точек

Хидео Хигучи (Hideo Higuchi, Ph.D.) и его коллеги из Университета Тохоку (Япония) использовали меченные антителами квантовые точки и высокочувствительный флуоресцентный микроскоп с видеокамерой для создания видео (30 кадров в секунду) о перемещении этих наночастиц с кровотоком к опухолям у мышей. В статье, опубликованной в журнале Cancer Research, ученые выделили шесть отдельных этапов процесса доставки квантовых точек, меченных моноклональным антителом HER2, от места инъекции до пространства вокруг клеточного ядра. Антитело HER2 связывается с белком на поверхности некоторых опухолей молочной железы и других типов рака.

Используя меченые квантовые точки, исследователи получили количественные измерения этих шести этапов. Эксперименты показали, что каждая стадия процесса доставки протекает в режиме "стоп-энд-гоу". Понимание каждого из этих этапов может улучшить способность наночастиц доставлять лекарства конкретно к опухолям.

Исследование квантовых стержней

Парас Прасад (Paras Prasad, Ph.D.) и его коллеги из Университета штата Нью-Йорк в Буффало создали водорастворимые квантовые стержни, которые можно использовать в качестве целевых зондов для визуализации раковых клеток с помощью метода двухфотонной флуоресцентной микроскопии. Квантовые стержни, как и сферические квантовые точки, могут флуоресцировать в широком диапазоне цветов, но их большие размеры облегчают их возбуждение падающим светом по сравнению со сферическими аналогами. Эта работа, проведенная в рамках Платформенного партнерства "Многофункциональные наночастицы в диагностике и терапии рака поджелудочной железы", была опубликована в журнале Nano Letters.

Исследователи разработали новый метод синтеза квантовых стержней, хорошо диспергируемых в воде, и усовершенствовали его для прикрепления целевых молекул к их поверхности. В экспериментах к стержням присоединяли белок трансферрин, который связывается с рецептором, сверхэкспрессируемым на многих типах раковых клеток.

Эксперименты показали, что меченые квантовые стержни поглощались только целевыми клетками и накапливались внутри них. Стержни были хорошо видны внутри клеток при использовании низкоинтенсивного ближнего инфракрасного света, что помогает защитить целостность целевых клеток.

Публикации

• Работа с квантовыми точками подробно описана в статье: “In vivo real-time tracking of single quantum dots conjugated with monoclonal anti-HER2 antibody in tumors of mice.” Аннотация доступна в PubMed.
• Работа с квантовыми стержнями, поддержанная Альянсом по нанотехнологиям в онкологии Национального института рака (NCI), подробно описана в статье: “Quantum rod bioconjugates as targeted probes for confocal and two-photon fluorescence imaging of cancer cells.” Аннотация доступна в PubMed.

Источник: Национальный институт рака (National Cancer Institute)