Нанотехнологии для изучения поведения опухолей
Новое исследование, проведенное аспирантом Пабло С. Валерой, демонстрирует потенциал спектроскопии поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния (SERS) для изучения метаболитов, секретируемых раковыми клетками.
Работа, которой руководили профессора Ikerbasque Луис Лис-Марсан (из CIC biomaGUNE) и Аркайц Карраседо (из CIC bioGUNE), предоставляет ценную информацию для планирования более специфичных экспериментов по изучению функции таких метаболитов в микроокружении опухоли. Это может привести к новым терапевтическим стратегиям.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Опухолевое микроокружение — это сложная экосистема, формируемая взаимодействиями между опухолевыми и здоровыми клетками. Традиционно внимание фокусировалось на межклеточной коммуникации, опосредованной белковыми мессенджерами, но недавно оно сместилось на секретируемые опухолью метаболиты (малые соединения).
Традиционные методы отслеживания этих метаболитов в сложных клеточных контекстах ограничены. SERS же стала перспективной альтернативой благодаря простоте работы.
В этом исследовании стратегия на основе SERS предлагает «исследовать метаболиты, секретируемые опухолевыми клетками с отсутствием метилтиоаденозинфосфорилазы (MTAP)» — частого генетического события, связанного с плохим прогнозом при раке молочной железы и глиобластоме. Как пояснил Валерой, SERS — это спектроскопическая техника, использующая золотые наночастицы для обнаружения молекул в биожидкости. Это быстрый метод, не требующий предварительной обработки образцов.
Клеточная коммуникация через метаболиты
Используя SERS, исследователи обнаружили, что такие клетки секретируют пуриновые метаболиты. Эти метаболиты могут поглощаться и метаболизироваться здоровыми клетками, вызывая в них молекулярные изменения, соответствующие повышению агрессивности рака. Это объясняет ранее не наблюдавшееся репрограммирование микроокружения опухоли при подавлении MTAP.
«Мы смогли обнаружить этот метаболит не только в опухолевых клетках, но и в окружающих здоровых клетках. Мы выявили, что существует связь между опухолевыми и здоровыми клетками посредством этого метаболита, и что это меняет поведение здоровых клеток, заставляя их в определенной степени помогать развитию опухоли», — сказал Валерой.
Расшифровка сложности таких взаимодействий у пациентов может проложить путь к новым терапевтическим подходам.
Успешное применение SERS в этом исследовании показывает, что эта технология может ускорить захват метаболических взаимодействий в сложных средах. Простота и быстрота получения сигналов в SERS вместе с высокой чувствительностью соответствуют требованиям к инструменту первого выбора, который может направлять последующие более специфичные анализы.
Полную картину метаболического статуса микроокружения опухоли можно получить, комбинируя SERS с другими методами. В работе также продемонстрирована эффективная синергия между SERS и другими аналитическими методами.