Рак молочной железы и метастазы можно визуализировать при помощи нового флуоресцентного зонда

Рак молочной железы остается одной из ведущих причин смертности среди женщин, причем более 90% летальных исходов связаны с метастазами. Поэтому своевременное выявление злокачественных опухолей критически важно для выбора тактики лечения. В настоящее время диагностика включает методы визуализации (ПЭТ, КТ, УЗИ) для локализации опухоли и биопсию для подтверждения ее злокачественности. Однако биопсия — инвазивная процедура, а с помощью визуализации трудно получить полную характеристику опухоли.

В последнее время популярными стали методы визуализации с флуоресцентными зондами. Они могут применяться для ранней диагностики, неинвазивны, чувствительны и не требуют радиационных воздействий на пациента. Ученые из Китая сконструировали флуоресцентный зонд YF-1, который активируется при взаимодействии с катепсином C (CTSC) — повышение экспрессии этой внутриклеточной протеазы ассоциировано со злокачественной трансформацией. Дальнейшая модификация привела к созданию зонда YF-2, позволяющего визуализировать метастазы.

Сначала исследователи подтвердили, что зонд YF-1 эффективно детектирует активность CTSC. Инкубация клеток рака груди с ингибитором CTSC снижала флуоресцентный сигнал YF-1, подтверждая его специфичность. В экспериментах на клеточных линиях человека и мышей зонд достоверно распознавал опухолевые клетки, при этом клетки с высоким метастатическим потенциалом демонстрировали более интенсивную флуоресценцию.

In vivo эксперименты на мышах с распылением раствора зонда напрямую на ткани продемонстрировали десятикратное усиление флуоресценции в течение 30 минут на клетках рака по сравнению с доброкачественными образованиями. Этот подход может найти применение в оперативной хирургии для четкого определения краев злокачественного новообразования. Эксперименты с тремя линиями рака, различающимися по метастатическому потенциалу, показали, что YF-1 эффективно выявляет ткани с гиперэкспрессией CTSC, то есть имеющие наибольший риск метастазирования.

В слепом исследовании на 14 клинических образцах зонд YF-1 показал повышенный уровень флуоресценции в семи случаях. Морфологическое исследование и клинический диагноз подтвердили, что эти образцы принадлежали пациенткам со злокачественными опухолями. Только в одном случае не было подтвержденных метастазов в лимфоузлах, и флуоресценция в образцах данной пациентки была снижена.

Для повышения эффективности зонда исследователи уменьшили его липофильность, присоединив фрагмент полиэтиленгликоля, что снизило его накопление в печени, увеличила время циркуляции и улучшило распределение в других органах, таких как сердце, легкие, селезенка и почки. Модифицированный зонд, который назвали YF-2, вводили в хвостовую вену мышам, моделирующим метастазы в легких. Уровень флуоресценции в сыворотке крови был выше у мышей с метастазами. Визуализация легких выявила усиленный сигнал в опухолевых линиях, что было подтверждено последующим гистологическим анализом.

Таким образом, предложенные авторами зонды обеспечивают быструю, неинвазивную и высокочувствительную визуализацию опухолей и их метастазов. Разработка серии CTSC-специфичных зондов, включая оптимизированный YF-2, открывает перспективы для более эффективного выявления и мониторинга рака груди, что может значительно улучшить прогноз пациентов. Дальнейшие исследования могут быть направлены на клинические испытания новых зондов и их адаптацию для диагностики.

Трастузумаб дерукстекан эффективен при раке молочной железы с метастазами в мозг