Формирование новых кровеносных сосудов, также известное как ангиогенез, имеет решающее значение для устойчивого роста опухоли и метастазирования рака. В последнее время стали доступны клинически доступные методы лечения для подавления роста этих сосудов для улучшения выживаемости пациентов при некоторых типах рака. Точное обнаружение и количественная оценка роста кровеносных сосудов с использованием нехирургических методов значительно дополнят существующие методы лечения и позволят врачам быстро оценить схемы лечения и при необходимости скорректировать их.
В работе, опубликованной в августовском выпуске журнала Experimental Biology and Medicine, Кессинджер и его коллеги объединили нанотехнологии, материаловедение и метод клинической визуализации МРТ, чтобы создать наноразмерный зонд, способный неинвазивно визуализировать и количественно оценить рост кровеносных сосудов в опухолях в доклиническая модель. Работа была выполнена Чейзом Кессинджером в рамках его докторской диссертации по молекулярной визуализации рака, работая вместе с Цзиньмингом Гао и другими коллегами в Юго-западном медицинском центре Техасского университета в Далласе.
Доктор. Гао заявил "Визуализация ангиогенеза опухоли важна для раннего выявления, стратификации опухоли и оценки антиангиогенных препаратов после терапии. Современные клинические методы визуализации ангиогенеза используют МРТ с динамическим контрастированием с помощью низкомолекулярных контрастных агентов. Метод основан на измерении проницаемости контрастных зондов в хорошо зарекомендовавших себя солидных опухолях и не очень специфичен для выявления раннего начала формирования сосудов. Двойные функциональные нанозонды предназначены для визуализации специфичных для ангиогенеза опухолевых маркеров, которые чрезмерно экспрессируются в сосудистой сети опухоли на ранней стадии ангиогенеза."
Вместе исследовательская группа опиралась на нанотехнологии и создала суперпарамагнитные мицеллярные нанозонды (диаметром 50-70 нм) со значительно улучшенной чувствительностью МРТ по сравнению с обычными низкомолекулярными агентами. Поверхность нанозонда была функционализирована интегринами, которые представляют собой циклический пептид, который может специфически связываться с гиперэкспрессией на эндотелиальных клетках опухоли. У нанозондов также была флуоресцентная составляющая, используемая для проверки адресной доставки к эндотелиальным клеткам опухоли. Исследования раковых клеток подтвердили повышенное поглощение нанозондов по сравнению с наночастицами, не являющимися целевыми. В сотрудничестве с доктором. Масая Такахаши и его коллеги из Центра перспективных исследований в области визуализации в Юго-западном медицинском центре Юго-Западного медицинского центра использовали метод 3D-съемки с высоким разрешением для визуализации накопления нанозондов мицелл в опухолях.
Доктор. Гао сказал "Обычный анализ изображений ангиогенеза основан на оценке плотности «горячих точек» на 2D-изображениях. Метод 3D высокого разрешения позволил объединить изолированные «горячие точки» в 2D-срезах в трехмерные сетевые структуры, что значительно повысило точность идентификации и количественной оценки сосудов."
В доклинических моделях опухолей животных МРТ-визуализация целевых контрастных зондов позволила получить васкуляризованные сетевые структуры на трехмерных изображениях опухоли. Улучшенная визуализация позволила более точно оценить ангиогенез опухоли. Результаты показали значительное увеличение контрастной специфичности ангиогенных сосудов целевыми нанозондами по сравнению с нецелевыми мицеллами. Эти нацеленные нанозонды могут обеспечить полезную конструкцию контрастного зонда для клинической диагностики ангиогенеза опухоли.
Стивен Р. Гудман, главный редактор журнала экспериментальной биологии и медицины, сказал: "Кессинджер и др., Работающие на стыке нанотехнологий, материаловедения и метода клинической визуализации МРТ, создали наноразмерный зонд, способный неинвазивно визуализировать и количественно оценить рост кровеносных сосудов в опухолях на доклинической модели. Это должно быть важным инструментом для клинического наблюдения за ангиогенезом опухоли".