Fluorescerende sonde kunne lyse op kræft

En fluorescerende sonde udviklet af Michigan Tech kemiker Haiying Liu belyser enzymet beta-galactosidase i en cellekultur, som kunne hjælpe kræftkirurger.

Hvad hvis du kunne gipse kræftceller med glødende "Here We Are"-tegn, så kirurger kunne være sikre på, at de havde fjernet hver sidste plet af en tumor? Det er, hvad Haiying Liu har i tankerne for sin nye fluorescerende sonde.

"Læger er nødt til at lokalisere kræftvæv, men det kan være svært, " sagde Liu, en kemiprofessor ved Michigan Technological University. Reagensglas-kræftantistoffer kombineret med specielle enzymer er blevet brugt til at fremhæve maligniteter under operation, da de binder til tumorceller, men de har en ulempe.

"De er farveløse, " sagde han. "Du kan mærke noget, men hvis du ikke kan se det, det er et problem."

Nu har Liu udviklet en sonde, der kunne klamre sig til disse enzymovertrukne antistoffer og få dem til at lyse under fluorescerende lys. Journalen Analytisk Chimica Acta for nylig offentliggjort undersøgelsen.

Den fluorescerende sonde har nogle tiltalende medicinske egenskaber:

• Det fluorescerer i nær-infrarødt, som kan trænge ind i dybe væv, en egenskab, der ville gøre det muligt for kirurger at opdage maligniteter begravet i sundt væv.
• Det ville resultere i mindre "baggrundsstøj" for kirurger, da andre fluorescerende væv typisk lyser grønt eller blåt.
• Det er praktisk talt ugiftigt ved lave koncentrationer.
• Det reagerer hurtigt på enzymet ved ultralave koncentrationer.
• Dens fluorescens er stabil og langvarig, så den kunne skinne igennem timelange kræftoperationer.

Sonden binder sig til et enzym, der har en lang track record i lægevidenskaben. Beta-galactosidase er blevet brugt i vid udstrækning til at mærke en række antistoffer, der er blevet brugt i flere medicinske anvendelser, herunder kræftkirurgi. "Hvis vi kunne få beta-galactosidase til at lyse klart under operationen, det kan spille en stor rolle i at forbedre resultaterne, " sagde Liu.

I det nye blad, Lius hold viste, hvordan sonden binder sig til beta-galactocidase i en opløsning af levende celler. I fremtiden, de vil gerne samarbejde med medicinske forskere for at forfine deres system, indarbejde enzymmærkede kræftantistoffer og udvikle det som en guide for kirurger.

"Lægerne ønsker at fjerne al kræften, men de vil heller ikke skære for meget, " sagde Liu. "Vi vil gerne gøre deres arbejde lidt lettere."

Artiklen er medforfatter af Liu, PhD-uddannet Jingtuo Zhang, MS kandidat Cong Li, Ph.d.-uddannet Colina Dutta, kandidatstuderende Mingxi Fang, postdoc associeret Shuwei Zhang, lektor i kemi Ashutosh Tiwari og adjunkt i biologi Thomas Werner, hele Michigan Tech; og Fen-Tair Luo, en forsker ved Institut for Kemi, Academia Sinica, i Taiwan.