Хирурги-онкологи стремятся удалять раковые опухоли таким образом, чтобы сохранить как можно больше здоровой ткани. К несчастью, раковые клетки очень трудно отличить от нормальных визуально.

Флуоресценция высвечивает раковые
опухоли. (Science Translational Medicine)

Группа ученых под руководством Хисатака Кобаяши (Hisataka Kobayashi), MD, PhD, из Национального института рака (National Cancer Institute), США, разработала флуоресцентный спрей, которым можно помечать раковые клетки практически за минуту. Ученые надеются, что хирурги смогут использовать его во время или после операции, чтобы выявить каждую, возможно, пропущенную ими раковую клетку.

Над созданием флуоресцентных меток для раковых клеток, которые могли бы служить для хирургов визуальным руководством, работают несколько исследовательских групп, но практическое применение их методов, как правило, занимает гораздо больше времени.

Способность спрея помечать раковые клетки исследователи продемонстрировали на мышах в работе, результаты которой опубликованы на прошлой неделе в журнале Science Translational Medicine. Флуоресценция активируется ферментом, называемым гамма-глутамилтранспептидазой (y-glutamyl transpeptidase), в изобилии присутствующем в опухолевых, но не в нормальных клетках. Разработанные Кобаяши и его командой метки содержат химическую мишень этого опухолевого фермента. При контакте фермент расщепляет это химическое вещество, что и активизирует флуоресцентный сигнал.

Так как фермент находится на поверхности клеток, реакция протекает в течение нескольких секунд, в то время как, чтобы создать сигнал достаточной силы, флуоресцентным меткам, ориентированным на молекулы внутри раковых клеток, нужно несколько часов, а иногда и дней.

«Настолько быстрая маркировка действительно может помочь хирургам в операционной», – считает Майкл Бувэ (Michael Bouvet), хирург-онколог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, соавтор редакционной статьи, сопровождающей исследование. «Даже когда вы считаете, что удалили всю первичную опухоль, вы будете удивлены тем, сколько раковых клеток часто остается».

Подход, использующий спрей, может быть особенно полезен при раке яичников и толстой кишки. Эти опухоли часто прорастают в окружающие полости, что делает их хирургическое удаление более сложным. Хотя пометить раковые клетки с помощью флуоресценции можно и заранее, возможность применять краситель локально позволяет значительно снизить его дозу. По данным Кобаяши, она может быть в 1000–10000 раз ниже, чем при инъекционном введении или приеме внутрь. Это, практически, позволяет снять опасения относительно токсичности красителя.

Не все раковые клетки экспрессируют фермент, являющийся мишенью спрея, а из тех, что экспрессируют, только активно растущие синтезируют его в количестве достаточном для их обнаружения с помощью флуоресценции. Но это не является препятствием для его достаточно широкого клинического применения, включая многие типы рака яичников, шейки матки, желудка и толстого кишечника.

Кобаяши и его коллеги уже начали оценивать спрей на образцах человеческих опухолей. Они рассчитывают перейти к полномасштабным клиническим испытаниям в ближайшие несколько лет.

Аннотация к статье

Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a γ-Glutamyltranspeptidase–Activated Fluorescent Probe

Еще о работе Хисатака Кобаяши на нашем сайте Фотоиммунотерапия разрушает раковые клетки