Российские ученые разработали неинвазивные люминесцентные сенсоры, которые позволяют отслеживать эффективность химиотерапии колоректального рака. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences, сообщает пресс-служба Санкт-Петербургского государственного университета.
Отслеживание эффективности химиотерапии и активности опухоли при онкологических заболеваниях — важный процесс, который позволяет своевременно менять терапию при необходимости и значительно улучшает лечение. Одним из ключевых показателей эффективности лечения является мультиакторный показатель рНi, который отличается у раковых и здоровых клеток.
Этот показатель характеризует кислотность среды внутри клеток организма. В различных органах, тканях и клеточных структурах он может существенно отличаться, но при этом поддерживается на строго определенном уровне, и даже небольшие его отклонения от нормы ведут к тяжелым последствиям. Более того, многие ферментативные реакции организма могут протекать только при определенных показателях рНi.
Для более эффективного измерения уровня рНi ученые разработали специальные люминесцентные сенсоры на основе комплексов иридия — одного из металлов платиновой группы, добываемого в месторождениях и на территории России.
«Созданные сенсоры позволяют неинвазивным способом, то есть без прокола (нарушения целостности) тканей организма, определять внутриклеточный рНi в различных клеточных культурах, а также in vivo — в опухолях, привитых экспериментальным животным. Мы вводим сенсор в клетки или опухолевые ткани, облучаем биологический образец светом заданной длины волны и отслеживаем характеристики люминесценции сенсора с помощью люминесцентного микроскопа или макросканера», — рассказал автор исследования, профессор кафедры общей и неорганической химии СПбГУ Сергей Туник.
Изменение люминесцентных характеристик сенсора по заранее сделанной градуировке позволяет определить локальное значение рНi и распределение этого показателя в исследуемом образце, в том числе и во времени. Таким образом, появляется возможность в режиме реального времени отслеживать активность опухоли и эффективность проводимой терапии.
В своей работе ученые также проверили эффективность терапии при воздействии на раковые клетки толстого кишечника терапевтической комбинацией FOLFOX (5-фторурацил, оксалиплатин и лейковорин) — одного из известных сегодня методов химиотерапии. С помощью люминесцентного сенсора ученые обнаружили, что при таком воздействии опухолевые клетки закислялись, а затем и умирали.
Помимо этого, исследователи оценили метаболический статус изучаемых клеток опухоли и выяснили, что коллаген внутри организма снижает эффективность лечения. Коллаген в больших количествах содержится в межклеточном матриксе — компоненте тканей организма, который отвечает за транспорт химических веществ в клетки. Проведенные учеными эксперименты показали, что в присутствии межклеточного матрикса изменения рНi, наблюдаемые при химиотерапии, менее выражены, что свидетельствует об ослаблении терапевтического эффекта.
Как отметили авторы работы, это указывает на необходимость разработки методов доставки лекарственных препаратов к клеткам в таких опухолях или необходимость модификации самих лекарственных препаратов.
Пока эти исследования выполнены на клеточной модели in vitro, но в ближайшем будущем планируется изучение этих эффектов на лабораторных животных.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
