Новости науки

УНТ для фотоакустической томографии

17 апреля 2017
В настоящее время в мире смертность от онкологических заболеваний занимает второе место (на первом – заболевания сердечно-сосудистой системы). Неудивительно, что изучением злокачественных опухолей заняты тысячи лучших умов человечества.

Одна из важных задач, которая встает перед исследователями – визуализация опухоли. Конечно, наиболее надежный метод – прямой, когда ткань извлекают из подопытного животного и подвергают гистологическому изучению ex vivo. Однако недостатки такого подхода очевидны: и опухоль, и животное после подобного вмешательства потеряны безвозвратно; к тому же, нельзя проследить, что происходит с раковыми клетками в разные моменты времени. Поэтому ученых весьма интересуют методы прижизненной визуализации раковых опухолей in vivo.

Одним из хороших методов неинвазивной визуализации органов и тканей является фотоакустическая томография. К сожалению, раковая опухоль (особенно на ранних стадиях) не является достаточно фотоакустически контрастной, но к счастью, она с удовольствием накапливает контрастирующие агенты, введенные извне (путем внутривенной инъекции).

Группа ученых из Калифорнии, США, предложила использовать в качестве контрастирующих агентов для визуализации опухолей одностенные углеродные нанотрубки (SWNT). Авторы использовали нанотрубки длиной 50-300 нм и 1-2 нм в диаметре. Чтобы обеспечить накопление нанотрубок именно в злокачественных опухолях, к ним был пришит циклический трипептид RGD, состоящий из остатков аргинина (R по однобуквенному обозначению аминокислот), глицина (G) и аспарагиновой кислоты (D) (рисунок 1). Такие нанотрубки (SWNT-RGD) связываются с интегринами avb3 – белками, сверхэкспрессированными в сосудах, проходящих сквозь опухоль.

Эксперименты проводили на самках мышей 6-8-недельного возраста, на задней правой конечности которых специально выращивали раковую опухоль. Когда та подрастала до размеров около 100 мм3, мышке делали инъекцию суспензии нанотрубок в хвостовую вену. На рисунке 2 видно, что SWNT-RGD накапливаются в опухоли с большей эффективностью, чем такие же нанотрубки, но без RGD. Затем опухоли были извлечены из мышей, и накопление в них нанотрубок подтверждено независимым методом – рамановской микроскопией.

Исследователи также сравнили эффективность накопления в опухолях SWNT-RGD и квантовых точек, тоже конъюгированных с RGD (рисунок 3). Видно, что QD-RGD накапливаются не только в опухоли, но и неспецифично в других частях мышиного организма. Кроме того, при оптической визуализации с помощью квантовых точек изображение получается размытым, а интенсивность сигнала экспоненциально убывает с увеличением глубины. Фотоакустические методы визуализации опухолей лишены этих недостатков и позволяют подробно рассмотреть тонкие сечения интересующих исследователя областей. А использование SWNT-RGD в качестве контрастирующего агента делает этот метод удобным для отслеживания различных изменений в опухоли in vivo.

Работа «Carbon nanotubes as photoacoustic molecular imaging agents in living mice» опубликована в Nature Nanotechnology.

Новости науки

Другие новости

1 марта 2011 Американские вузы объявили о "революции" в онлайн-обучении

Гарвард и Массачусетский политех запустили масштабный проект дистанционного образования Представители Гарвардского Университета и Массачусетского технологического института на пресс-конференции...


12 июня 2013 Водонепроницаемая двухслойная мембрана из фуллеренов

Исследования японских ученых показывают, что двухслойные мембраны, образованные водорастворимыми производными фуллеренов, обладает свойствами, кардинально отличающимися от свойств обычных липидных двухслойных мембран, как, например, клеточных.


30 сентября 2016 Наночастицы кремния – светятся и исчезают

Группа учёных из Сан-Диего предложила методику получения пористых наночастиц кремния, которые не только обладают высокой люминесценцией, но и могут растворяться в биологически активной среде.