Команда ученых из Института Люмьера Матьера и Центра исследования рака в Лионе продемонстрировали потенциал техники визуализации, основанной только на физических свойствах опухолей. Данная техника может дифференцировать популяции злокачественных клеток и контролировать эффективность противоракового лечения. Результаты работы ученых, опубликованные в «Physical Review Letters», могут помочь в разработке новых терапевтических молекул и персонализированном лечении.
Несмотря на хорошее понимание биологии рака, 90% экспериментальных лекарств терпят неудачу в клинических исследованиях. Ученые все чаще предполагают, что механические свойства опухолей влияют на прогрессирование заболевания и эффективность терапии. Хотя мы можем оценить эластичность опухоли в целом, нам все еще сложно измерить глубокую локальную ригидность и увидеть, противостоит ли ядро опухоли проникновению терапевтических жидкостей. Чтобы исследовать эти физические свойства, ученые использовали метод бесконтактной визуализации, не требующий использования контрастных веществ и, следовательно, не нарушает функцию ткани. Этот метод использует натуральные бесконечно малые вибрации вещества.
В своем исследовании ученые создали органоиды, сферы диаметром 0,3 мм, образованные агрегацией опухолевых клеток. Они сфокусировали красный лазерный луч на эти объекты. Бесконечно малые вибрации образца, сгенерированные термальным смешением, незначительно меняют цвет светового луча, выходящего из образца. При анализе этого света создается карта механических свойств опухолей моделей: чем более ригидна область, сканируемая лазером, тем быстрее вибрации, и, в сравнении с эффектом Доплера, тем сильнее меняется цвет.
Из органоидов, состоящих из двух клеточных линий с различными злокачественными новообразованиями, исследователи могли различить два типа клеток по их механическим свойствам. Эта информация имеет решающее значение, поскольку она позволяет уточнять диагноз по результатам анализа биопсии и улучшать степень оценки опухоли. Локальные изменения механических свойств после медикаментозного лечения также контролировались с использованием этой методики: центр опухоли оставался жестким дольше, чем край, демонстрируя градиент эффективности лечения. Таким образом, локальное измерение механических свойств может подтвердить полное разрушение опухоли и помочь в выборе наименьшей допустимой дозы и продолжительности лечения.
Новый подход позволяет исследовать влияние механических свойств на терапевтический ответ. С его помощью можно проводить тестирование терапевтических молекул и комбинированной терапии, которая воздействуют, например, на ригидность тканей, ускоряя проникновение активных молекул в центр опухоли. Он также может помочь клиницистам в персонализации терапии.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190108125506.htm
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий