Исследователи из США совершили важный прорыв в разработке техники визуализации раковых клеток в коже с использованием золотых наностержней в качестве контрастного агента.

Адела Бен-Йакар (Adela Ben-Yakar) со своими коллегами из Техасского Университета в Остине (University of Texas, Austin) продемонстрировали, что наностержни золота идеальны для использования в технике двухфотонной люминесценции, дающей более контрастное изображение по сравнению с обычными методами флуоресцентной микроскопии.

В более чем 85% случаев, раковые заболевания у человека начинаются в эпителии. Двухфотонная флуоресцентная микроскопия представляет собой очень перспективный метод для ранней диагностики эпителиальных раков, так как позволяет неинвазивно исследовать объекты субклеточного размера на глубине в сотни микрон в живых тканях. С недавних пор начались исследования новых контрастных агентов, таких как квантовые точки и наночастицы металлов, для дальнейшего усовершенствования этих методов. Однако, большинство квантовых точек содержит вредные для клеток тяжёлые металлы, что мешает использовать их для клинических приложений.

С другой стороны, наночастицы золота не только биосовместимы, но и позволяют получать изображения почти в 60 раз более яркие, чем при использовании обычных флуоресцентных маркеров.

Исследователи использовали изготовленные ими наночастицы золота длиной 50 нм и шириной 15 нм для маркировки клеток рака слизистой оболочки рта, помещённых в коллагеновую матрицу для имитации человеческой кожи.

Затем клетки изучались с использованием многофотонного микроскопа при облучении светом с длиной волны 760 нм. Люминесценция от меченых клеток была более, чем в 4000 раз ярче, чем от немеченых. Более того, исследователям удалось разглядеть клетки на глубине до 75 микрон.

Рис. 1. Золотые наноштыри в тканях

В настоящее время исследователи конструируют новый микроскоп, который позволит им заглянуть на всю глубину эпителия – то есть, до 500 нм. Это может позволить обнаруживать рак на очень ранней стадии. По словам исследователей, ни одна другая техника визуализации в настоящее время не способна обеспечить такую глубину проникания при микронном разрешении.

Помимо этого, в планы исследователей входит использование наностержней золота для борьбы с раковыми клетками. Используя плазмонную лазерную абляцию, можно нагревать область вокруг наностержней, уничтожая раковые клетки с куда более высокой точностью, чем достижимо для современных методов термотерапии.

Василий Артюхов