_ Nanoparticulele „hitchhik” pe celulele imune pentru prinde metastazele canceroase devreme

Ganglionii limfatici sunt canarii din mina de cărbune a sistemului nostru imunitar – se pun în viteză la primul semn de boală, apoi trimit celule imune acolo unde sunt necesare în organism pentru a lupta împotriva infecțiilor. și boala.

Pentru cei aproape 20 de milioane de pacienți din întreaga lume diagnosticați cu cancer în fiecare an, ganglionii limfatici sunt un indicator inestimabil timpuriu al faptului că cancerul lor a metastazat - atunci când celulele canceroase încep să se răspândească în alt organ. Prinderea metastazelor cât mai devreme posibil înseamnă că pacientului i se poate administra chimioterapia și terapiile imune necesare care îi vor îmbunătăți considerabil prognosticul.

Cercetătorii de la Departamentul de Inginerie Biomedicală Alfred E. Mann al USC au dezvoltat o nouă nanoparticulă care poate „a face o plimbare” cu celulele imune sau monocite. Datorită dimensiunii sale mici, particula se poate întinde direct în ganglionii limfatici și poate ajuta metastazele să apară la RMN, unde altfel ar fi prea greu de detectat. Rezultatele ar putea duce la agenți de contrast mai avansati care pot fi injectați la pacienți pentru a îmbunătăți screening-urile RMN pentru cancerul ganglionilor limfatici.

Lucrarea a fost publicată în ACS Nano și a fost condusă de Dr. Karl Jacob Jr. și Karl Jacob III, președintele de început de carieră, Eun Ji Chung, și Noah Trac, un doctorat. student la Chung Lab.

Deși ganglionii limfatici sunt un factor esențial în detectarea cancerului, screening-ul prin biopsie este dureroasă și invazivă și poate duce la efecte secundare nedorite, cum ar fi infecția, limfedemul și tromboza. Instrumentele imagistice, cum ar fi detectarea RMN, sunt non-invazive. Cu toate acestea, au și deficiențe semnificative atunci când vine vorba de screening-ul ganglionilor limfatici,

„IRM-ul va analiza dimensiunea ganglionului limfatic, dar asta nu are o legătură și corelație mare cu faptul că este metastatic, ", a spus Chung. „Chiar dacă ai răcit, ganglionii tăi vor începe să se inflameze.”

„Problema majoră cu tehnicile actuale de RMN nu este că nu detectează celulele imune”, a spus Trac. „O problemă majoră cu agenții de contrast actuali este că nu există un mecanism de direcționare a cancerului, astfel încât majoritatea ganglionilor limfatici sunt iluminați în mod egal, indiferent dacă există sau nu cancer.”

Pentru a aborda această provocare, Chung , Trac și co-autorii lor au dezvoltat o nanoparticulă care vizează un receptor prezent atât pe celulele tumorale, cât și pe monocitele celulelor imune - celule care călătoresc la ganglionii limfatici și sunt din ce în ce mai răspândite în condiții de boală.

„Ideea din spate. această nanoparticulă este de a încerca să direcționeze livrarea agentului de contrast de gadoliniu către ganglionii limfatici care au cancer, astfel încât aceștia să apară mai luminos pe RMN decât ganglionii limfatici sănătoși”, a spus Trac.

Instrumentul de diagnostic ar fi oferă, de asemenea, o valoare clinică puternică pentru ca medicii nu numai să detecteze metastazele pentru prima dată în timpul unui diagnostic inițial de cancer, dar le va permite și medicilor să urmărească reapariția cancerului.

„Spuneți doar că o tumoare primară a fost îndepărtată. , dar poate că nu au primit totul, sau cancerul revine și este metastatic pentru a doua oară. Metastazele recurente sunt mult mai greu de detectat și pot duce la rezultate mai proaste pentru pacient”, a spus Chung.

Nanoparticulele funcționează prin țintirea unei proteine ​​exprimate de celulele canceroase, cunoscută sub numele de receptorul 2 al chemokinei C–C (CCR2). Particulele „se fac autostopul” pe monocitele celulelor imune pe care le produce organismul care exprimă, de asemenea, același receptor ca răspuns la cancer. Monocitele le oferă apoi particulelor o plimbare liberă în ganglionii limfatici, unde particulele pot evidenția în mod eficient metastaticul. celulele canceroase și permit o detectare mai clară prin RMN.

„Motivul pentru care acest mecanism funcționează, pe lângă elementele de țintire, este că dimensiunea particulelor noastre este, de asemenea, foarte unică și poate ajunge la ganglionii limfatici”, a spus Chung. „Am descoperit că există o limită de dimensiune și tipul nostru de particule este capabil să treacă în ganglionii limfatici și să țintească celulele canceroase care au ajuns acolo, împreună cu monocitele care exprimă acest receptor.”

Procesul oferă beneficii care schimbă jocul pentru detectarea precoce a metastazelor canceroase în ganglionii limfatici. În timp ce anterior, metastaza putea fi evaluată doar printr-o creștere a dimensiunii ganglionilor limfatici; noile particule Chung Lab ar putea duce la agenți de contrast RMN care pot evidenția celulele metastatice din ganglionii limfatici care altfel ar putea părea normale. În experimente folosind un model de șoarece, echipa a demonstrat că particulele au crescut semnalul detectat prin RMN cu până la 50%.

„Particulele amplifică semnalul și putem vedea că în punctele în care limfa ganglionii nu s-au schimbat încă în dimensiune, iar metastaza este foarte devreme. Oferim acest beneficiu acolo unde, din punct de vedere clinic, nu ați putea vedea deloc metastaze", a spus Chung.

The Următorul pas pentru echipa de cercetare este să-și apropie munca de aplicațiile clinice pentru agenții de contrast pentru RMN. Lucrarea a fost depusă la Laboratorul de Caracterizare Nanoparticule de la National Institutes of Health, unde o terță parte va evalua și valida munca pentru a-i permite să se apropie de testele pe oameni.

(Fluierul)