Fotoakustisk mikroskopi til identifikation af vagtpostlymfeknuder af brystkræft

Tumormetastatiske vagthavende lymfeknuder er vanskelige at skelne fra normale eller betændte lymfeknuder (Inf-LN). Forskere designede en dobbeltmålrettet nanopartikel 5K-HA-HPPS til fluorescerende/fotoakustisk billeddannelse af sentinel LN. Fotoakustisk billeddannelse viste en tydelig rumlig fordeling af 5K-HA-HPPS blandt forskellige LN-statuser, hvori signalerne hovedsageligt blev distribueret i midten af ​​T-MLN, men i periferien af ​​normale og Inf-LN'er. Denne evne til at skelne T-MLN har potentiel anvendelsesværdi for kirurger i tumoroperationer.

Nøjagtig påvisning og karakterisering af SLN'er er afgørende for kræftstadie og for at træffe terapeutiske beslutninger. På nuværende tidspunkt, den kliniske guldstandard, der bruges til at detektere SLN'er, er at mærke dem med blåt farvestof eller et radioaktivt nanokolloid og derefter udføre SLN -biopsi. Men disse metoder har ulemper, radioscintigrafi har en relativt dårlig rumlig opløsning, og blå farvestof vil hurtigt mærke nedstrøms LN'er, hvilket fører til vanskeligheder med at genkende SLN fra andre noder. Ud over, fjernelse af SLN kan forårsage nogle bivirkninger, såsom lymfødem, skulder dysfunktion, og følelsesløshed i armen. Derfor, den ideelle metode til påvisning af SLN skal have følgende egenskaber:1) Sonden kan hurtigt komme ind i lymfesystemet og fastholde i SLN et stykke tid. 2) Proben skal indeholde en specifik ligand til selektiv målretning af brystkræftceller. 3) Billedteknik kræver tilstrækkelig følsomhed og rumlig opløsning til at detektere fordelingen af ​​tumorceller i hele SLN.

LN -udvidelse kan forekomme under både tumorcelleinvasion og under inflammatoriske tilstande. Derfor, den nøjagtigt identificere status for SLN intraoperativt vil hjælpe kirurger med at vælge passende behandlingsregime og minimere komplikationer forårsaget af unødvendig fjernelse af LN. Selvom forskellige nanoprober baseret på passivt målrettede makrofager i SLN kombineret med billeddannelsesteknikker er blevet udviklet til at forudsige SLN'ers metastatiske status, få kan skelne metastatiske SLN'er fra betændte LN'er in vivo.

I et nyt papir udgivet i Letvidenskab og applikationer , et hold forskere, ledet af professor Zhihong Zhang og professor Qingming Luo fra Wuhan National Laboratory for Optoelectronics-Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei, Kina, og School of Biomedical Engineering, Hainan Universitet, Haikou, Hainan, Kina, og kolleger har udviklet en CD44 og SR-B1 dobbeltmålrettet hyaluronsyre-nanopartikel (5K-HA-HPPS) fyldt med det nær-infrarøde fluorescerende/fotoakustiske farvestof DiR-BOA til billeddannelse af SLN'er i brystkræft. På grund af den lille størrelse, negativ ladning, og målligand, 5K-HA-HPPS kan hurtigt ( <10 min) migrerede til popliteale LN'er (pLN) og viste forlænget tilbageholdelsestid (> 12 timer) i pLN. Mere interessant, de fandt ud af, at fotoakustiske signaler fra 5K-HA-HPPS viste en signifikant tydelig rumlig fordeling mellem LN'er med forskellige statuser, som signalerne hovedsageligt blev distribueret inden for tumormetastatiske SLN'er, men i periferien af ​​normale og betændte LN'er. Forholdet mellem PA-intensitet (R) i midten af ​​LN'erne sammenlignet med periferien i 5K-HA-HPPS-gruppen var 5,93 ± 0,75 for T-MLN'er, hvilket var meget højere end for Inf-LN'erne (R =0,2 ± 0,07) og N-LN'er (R =0,45 ± 0,09). Den rapporterede metode og teknik giver en ny strategi til nøjagtigt at identificere status for SLN'er under brystkræftkirurgi og lette implementeringen af ​​passende tumorbehandlingsstrategier.

Fluorescensbilleddannelse viste, at 5K-HA-HPPS blev forbedret i både T-MLN'er og Inf-LN'er, hvilket angiver, at T-MLN'er og Inf-LN'er ikke kan skelnes efter deres fluorescensintensiteter. Her er vidfeltfluorescensbilleddannelse todimensionel billeddannelse, som har fordelen ved følsomhed, bekvemmelighed, og ikke-invasivitet til langsigtet overvågning, men det kan ikke skelne mellem, om det fluorescerende signal er placeret inde i LN eller i periferien af ​​LN. Ved at give dyb penetration og en høj rumlig opløsning, fotoakustisk mikroskopi har et stort potentiale for 3D-visualisering af fotoakustisk signalfordeling i intakte LN'er.

Både tumorcelleinfiltration og inflammation resulterer i udvidelsen af ​​SLN'er. Derfor, om SLN -forstørrelse skyldes metastase af tumorceller eller betændelse, bør bestemmes inden SLN -resektion. Den præsenterede teknik besidder evnen til at skelne metastatiske SLN'er fra betændte LN'er, forventes således at tilvejebringe en in vivo detektionsmetode til hurtigt at identificere, om SLN har tumormetastase og vil reducere komplikationer forårsaget af unødvendig fjernelse af LN under brystkræftoperationer, som har potentiel klinisk anvendelsesværdi.