Форма наночастиц в биологических жидкостях может указывать на тип рака

Исследование японских учёных показало, что форма клеточных наночастиц, известных как «внеклеточные везикулы» (EVs), в биологических жидкостях может служить биомаркером для определения типов рака. Учёным удалось измерить распределение форм EVs, полученных из клеток рака печени, молочной железы и колоректального рака, и показать, что эти распределения различаются. Результаты опубликованы в журнале Analytical Chemistry.

Раннее обнаружение опухолей критически важно для эффективного лечения. Однако сложно выявить все типы опухолей на ранней стадии, так как методы обнаружения различаются, а некоторые из них болезненны. Поэтому необходимы безболезненные методы, способные обнаруживать несколько типов рака.

Внеклеточные везикулы (EVs) — это биологические частицы диаметром около 100 нанометров (нм), которые секретируются различными клетками и присутствуют в биологических жидкостях, таких как кровь и моча. Важно, что EVs содержат биологические молекулы, несущие информацию о клетках-источниках. Кроме того, генетические материалы внутри EVs участвуют в межклеточной коммуникации. Это означает, что анализ биомолекул в EVs из биологических жидкостей может помочь обнаружить и идентифицировать некоторые виды раковых опухолей.

Ранее с помощью электронных микроскопов наблюдали изображения EVs различной формы. Однако не существовало технологии для исследования форм EVs, распределённых в жидкостях, в основном из-за сложностей измерения формы наноматериалов в растворе. Команда исследователей из Университета Кюсю, Университета Нагои, Университета Осаки и Токийского медицинского университета попыталась исследовать форму отдельных EVs в жидкости с помощью разработанного ими устройства. Оно анализирует форму единичных частиц в растворе, измеряя изменение ионного тока, протекающего через поры диаметром 200 нм, когда частицы проходят через них.

С помощью устройства команда успешно измерила форму EVs, полученных из культивированных клеток рака печени, молочной железы, толстой кишки, а также из нормальных клеток молочной железы. Было обнаружено, что распределения их форм различаются. Например, EVs из клеток рака печени включают смесь сферических и овальных (похожих на мяч для регби) частиц, тогда как EVs из клеток рака молочной железы состоят исключительно из сферических частиц.

Затем команда сравнила распределения форм EVs в образцах крови пациентов с раком молочной железы и здоровых людей. Результаты показали, что распределения форм EVs в двух группах различаются, что указывает на возможность отличить пациентов с раком молочной железы от здоровых людей путём измерения распределения форм EVs в крови.

«В этом исследовании мы обнаружили, что измерение распределения форм EVs в биологических жидкостях может идентифицировать тип рака», — сказал доцент Такао Ясуи из Высшей инженерной школы Университета Нагои, один из авторов исследования.

Исследователи отмечают, что измерение большего разнообразия типов EVs даст более точное представление о потенциальных распределениях форм EVs как индексе для обнаружения, скрининга и диагностики рака.

Статья «Rapid Discrimination of Extracellular Vesicles by Shape Distribution Analysis» была опубликована в журнале Analytical Chemistry.