細胞

2023 年 6 月 5 日

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イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校、リズ・アールバーグ・タッチストーン著

イリノイ大学アーバナシャンペーン校の研究者らは、一度に複数のバイオマーカーを照射できる新しい造影剤のおかげで、がん外科医は間もなく手術中に腫瘍をより完全に把握できるようになる可能性があると報告している。 赤血球の膜に包まれた蛍光ナノ粒子は、現在臨床的に承認されている色素よりも腫瘍を標的とし、たった 1 本の手術用光線に反応して 2 つの異なる信号を発することができ、この機能は医師が腫瘍の境界を区別し、転移性がんを特定するのに役立つ可能性があります。 。

同チームの論文「マウスおよびファントムモデルにおける単一波長励起での腫瘍描写および癌バイオマーカーの定性的推定のための細胞膜コーティングされたナノ粒子」がACS Nanoに掲載される。

イリノイ州の電気・コンピュータ工学教授で研究グループリーダーのヴィクトール・グルエフ氏によると、これらの造影剤は、研究者らが手術中のリアルタイム診断用に以前に開発した生物由来のカメラと組み合わせることができるという。 新しい研究で研究者らは、腫瘍ファントム（腫瘍とその周囲の特徴を模倣する3Dモデル）と生きたマウスで新しいデュアルシグナルナノ粒子を実証した。

「すべてのがんを見つけたい場合、1 つのバイオマーカーを画像化するだけでは十分ではありません。一部の腫瘍を見逃す可能性があります。2 つ目または 3 つ目のバイオマーカーを導入すると、すべてのがん細胞を除去できる可能性が高まり、より良い転帰が得られる可能性が高くなります。患者は増加している」とカー​​ル・イリノイ医科大学の教授でもあるグルエフ氏は語った。 「複数の標的を標的とする薬剤とイメージング剤は最近のトレンドであり、私たちのグループは一度に複数の信号をイメージングできるカメラ技術を持っているため、このトレンドを強力に推進しています。」

論文の筆頭著者であるイリノイ州博士研究員インドラジット・スリバスタバ氏によると、伝統的に外科医は腫瘍を切除し、評価のために病理学者に送るが、このプロセスには数時間から数日かかることがあるという。 研究がリアルタイム診断に移行するにつれて、いくつかの課題が広範な応用を妨げている。多くの腫瘍標的造影剤は腫瘍標的に最小限しか到達せず、その代わりにすぐに血流から除去され、肝臓に蓄積するとスリバスタバ氏は述べた。

「私たちより前の数人が、赤血球でコーティングされたナノ粒子を使用し、その循環が数日間長くなることを発見しました。私たちは同じことをマウスでも観察しました。膜でコーティングされたナノ粒子は、肝臓での取り込みが減少しながら、血液中をより長く循環しました。」循環時間が長かったため、より多くの造影剤が腫瘍内に蓄積し、より強い蛍光シグナルが得られた」とスリバスタヴァ氏は語った。

新しい造影剤が標的とする 2 つのバイオマーカーには、早期がんに多く見られる 1 つと、転移の可能性が高い末期がんに多く見られる 1 つが含まれます。 研究者らは、このプローブが癌組織と健康な組織を区別するのに効果的であり、また 2 つの信号を相互に区別することにも効果があることを発見しました。

「これは、正確にどこを切開するかを決定するのに役立つ可能性があるため、外科的応用には魅力的です。複数の信号があることで、腫瘍のより全体的な画像が得られます。また、外科医に『これは転移性である可能性があるので、転移を望んでいるかもしれません』と伝えることができます。」もっと積極的に除去してください」とスリバスタヴァは語った。

複数の信号を引き出すのに必要なレーザー光の波長が 1 つだけであることは、必要な波長ごとに複数のレーザーを必要とする装置よりも機器がはるかにコンパクトになるため、外科用途にとってもう 1 つの利点であると Gruev 氏は述べています。

研究者らは、複数のマーカーを標的とする腫瘍造影剤をさらに開発し、開発した手術用ゴーグルを備えたデュアルシグナル色素を使用してさらなる前臨床および臨床研究を進めることを計画している。

「手術中にすべてのがん細胞を確実に除去するというこの戦いでは、画像カメラ技術と腫瘍標的化剤の両方への投資が必要です」とグルエフ氏は述べた。 「この研究は、臨床試験がますます近づくにつれて、私たちが取っている総合的なアプローチをよりよく認識し、導くのに役立ちます。」

詳しくは： Indrajit Srivastava et al、マウスおよびファントムモデルにおける単一波長励起での腫瘍描写および癌バイオマーカーの定性的推定のための細胞膜コーティングされたナノ粒子、ACS Nano (2023)。 DOI: 10.1021/acsnano.3c00578

雑誌情報:ACSナノ

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校提供