Химики СПбГУ и медики Приволжского исследовательского медицинского университета разработали неинвазивные люминесцентные сенсоры, позволяющие отслеживать эффективность химиотерапии колоректального рака. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в International Journal of Molecular Sciences.
Отслеживание эффективности химиотерапии и активности опухоли при раке — важный процесс, который позволяет вовремя менять терапию при необходимости и значительно улучшает ее результат. Одним из ключевых показателей эффективности лечения является мультиакторный показатель рНi, который отличается у раковых и здоровых клеток. Он характеризует кислотность среды внутри клеток организма. В разных органах и тканях он может отличаться, но при этом поддерживается на определенном уровне, и даже небольшие его отклонения от нормы ведут к тяжелым последствиям.
Для более эффективного измерения уровня рНi ученые разработали люминесцентные сенсоры на основе комплексов иридия — одного из металлов платиновой группы. Они позволяют неинвазивно определять внутриклеточный рНi в различных клеточных культурах, а также in vivo — в опухолях, привитых экспериментальным животным. Введя сенсор в клетки или ткани опухоли, можно облучить биологический образец светом заданной длины волны и отследить характеристики люминесценции сенсора с помощью люминесцентного микроскопа или макросканера.
Изменение люминесцентных характеристик сенсора по заранее сделанной градуировке позволяет определить локальное значение рНi и распределение этого показателя в исследуемом образце, в том числе и во времени. Это дает возможность в режиме реального времени отслеживать активность опухоли и эффективность проводимой терапии. Ученые также проверили эффективность терапии при воздействии на раковые клетки толстого кишечника терапевтической комбинацией FOLFOX — одного из самых известных сегодня методов химиотерапии. Оказалось, что при таком воздействии опухолевые клетки закислялись, а затем умирали.
Помимо этого, ученые оценили метаболический статус изучаемых клеток опухоли и выяснили, что коллаген внутри организма снижает эффективность лечения. Он в больших количествах содержится в межклеточном матриксе. Проведенные эксперименты показали, что в присутствии межклеточного матрикса изменения рНi, наблюдаемые при химиотерапии, менее выражены, что говорит об ослаблении терапевтического эффекта.
Авторы исследования отмечают, что это указывает на необходимость разработки методов доставки лекарств к клеткам в таких опухолях или необходимость модификации их самих. Пока исследования выполнены на клеточной модели in vitro, но в ближайшем будущем планируется изучение этих эффектов на лабораторных животных.
