Сензори следят ефективността на химиотерапията при рак на дебелото черво

Акценти

Екип от химици и лекари от Държавния университет в Санкт Петербург и Приволжския изследователски медицински университет, Русия, създават неинвазивни луминесцентни сензори, с които може да бъде проследена ефективността на химиотерапията, която се провежда в случаите на рак на дебелото черво.

Защо проследяването на терапията при рак на дебелото черво е важно

Безспорно един от особено значимите процеси по време на терапията при колоректален рак е възможността лекарите да проследяват както химиотерапията, така и активността на туморите.

Постоянното наблюдение за ефективността и състоянието на тумора позволява бърза реакция в случаите, когато е наложително да бъдат извършени промени в терапията, а това от своя страна подобрява значително лечението на болния.

Един от ключовите показатели за това дали терапията е ефективна, е индикаторът pHi, който е различен за раковите и за здравите клетки. Показателят определя киселинността на средата във вътрешността на клетките на тялото.

Възможно е да има значителни разлики в киселинността в различните органи, в тъканите и клетъчните структури, но в същото време се поддържа на строго определено ниво и дори минимални отклонения от нормата водят до сериозни последствия. Лекарите подчертават още, че много ензимни реакции на тялото могат да възникнат само при определени стойности на pHi.

„Екстрацелуларният матрикс (ЕСМ), в който колагенът е най-изобилният протеин, влияе върху много аспекти на физиологията на тумора, сред които и на клетъчния метаболизъм и вътреклетъчното pH (pHi), но и на ефикасността на химиотерапията. Ролята на колагена в диференциалните клетъчни отговори на лечението в хетерогенни туморни среди остава проучена много слабо“, пишат авторите на изследването в статията с представянето му, публикувана в списанието International Journal of Molecular Sciences. И уточняват, че в осъщественото от тях изследване те наблюдават едновременно промените в pHi и метаболизма в живи колоректални ракови клетки ин витро при лечение с химиотерапевтичната комбинация FOLFOX.

Сензорите

Екипът от Държавния университет в Санкт Петербург разработва специални луминесцентни сензори, задачата на които е да измерват по-ефективно нивото на pHi.

В основата на сензорите са иридиеви комплекси. Иридият е метал от платиновата група.

>>>Изкуствено създадена чревна бактерия открива рак на дебелото черво

Ръководителят на изследването проф. Сергей Туник пояснява, че създадените от екипа сензори дават възможност да определят вътреклетъчното pHi в различните клетъчни култури, при това без да пробиват и нарушават целостта на телесните тъкани. Процедурата се извършва и ин виво в тумори, които са вкарани в експериментални животни.

>>>Нанофотонен сензор диагностицира и оценява доколко е ефективно лечението на рак

„Въвеждаме сензор в клетки или в туморни тъкани, облъчваме биологичната проба със светлина с определена дължина на вълната и след това наблюдаваме луминесцентните характеристики на сензора с помощта или на макроскенер, или на флуоресцентен микроскоп“, разказва за процеса проф. Туник.

>>>Сензор открива тежки метали в проби от пот

Промяната на характеристиките на сензора според предварително направено калибриране позволява да бъде определена локалната стойност на pHi и разпределението на показателя, дори времево, в изследваната проба. По този начин се проследява туморната активност и ефективността на терапията като всичко това се случва в реално време.

Резултатите

Изследователите тестват и доколко е ефективна терапията, в случаите, когато се насочва към раковите клетки в дебелото черво. Правят го с комбинацията за лечение FOLFOX (5-флуороурацил, оксалиплатин и левковорин). Това е един от известните и използвани много в момента методи на химиотерапия.

Като използват луминесцентния сензор, учените откриват, че при този вид излагане туморните клетки първо вкисват, а след това умират.

Заедно с колегите си от Волжския изследователски медицински университет учените правят оценка и на метаболитния статус на изследваните туморни клетки. Установяват, че колагенът в тялото намалява ефективността на лечението. Той се намира в големи количества в междуклетъчния матрикс, който от своя страна е компонент на телесната тъкан, отговорен за пренасянето на химикали в клетките. Опитите, които екипът провежда, показват, че в присъствието на междуклетъчната матрица промените в pHi, които се наблюдават по време на химиотерапията, са изразени много по-слабо. Това означава, че терапевтичният ефект отслабва.

>>>Прогнозират нарастване на случаите на рак на дебелото черво през 2024-а сред младите в ЕС и Обединеното кралство

„Наблюдаваното от нас означава, че има нужда или да бъдат разработени методи за доставяне на лекарства до клетките в подобни тумори, или самите медикаменти да бъдат модифицирани“, казва проф. Туник.

До момента изследванията се извършват върху ин витро клетъчни модели. Сега предстоят изследвания върху лабораторни животни.