Золотые нанотрубки обнаруживают опухолевые клетки и картируют сторожевые лимфоузлы
Исследователи из Университета Арканзаса и Медицинского научного центра Университета Арканзаса разработали контрастный агент для визуализации на основе углеродных нанотрубок с золотым покрытием. Он способен проводить молекулярное картирование лимфатических эндотелиальных клеток и обнаруживать метастазы рака в сторожевых лимфатических узлах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
- Метод: Используются фотоакустические и фотометрические методы, разработанные Владимиром Жаровым. Лазерные импульсы взаимодействуют с углеродными нанотрубками в биологической ткани. Поглощенная энергия преобразуется в тепло, нанотрубки расширяются и излучают звуковые волны.
- Решение проблемы токсичности: Команда Джин-Ву Кима нанесла тонкий слой золота на углеродные нанотрубки. Это усилило поглощение лазерного излучения и снизило токсичность. In vitro тесты показали минимальную токсичность золотых нанотрубок.
- Преимущества: По сравнению с существующими наночастицами, золотые нанотрубки демонстрируют высокое лазерное поглощение при крайне малом диаметре. Для их обнаружения требуется очень низкая энергия лазера, а для диагностики и терапии — низкие концентрации.
Молекулярное нацеливание и применение
Исследователи соединили золотые нанотрубки с антителом к специфическому рецептору LYVE-1 — ключевому маркеру лимфатического эндотелия. Это позволило картировать эндотелиальные клетки, выстилающие лимфатические сосуды.
В экспериментах на мышах с человеческими опухолями была продемонстрирована интегративная диагностика и терапия на уровне единичных клеток:
- Диагностика: С помощью фотоакустической спектроскопии были обнаружены золотые нанотрубки, связавшиеся с опухолевыми клетками в сторожевых лимфоузлах.
- Терапия: Переключившись в фотометрический режим и увеличив интенсивность лазера примерно в 6 раз, исследователи уничтожили эти опухолевые клетки.
Исследование поддержано Национальным институтом рака.