Enkeltcelletest kan afsløre præcis, hvordan lægemidler dræber kræftceller

Kræftceller er smarte, når det kommer til medicin mod kræft, udvikler sig og bliver resistente over for selv de stærkeste kemoterapier over tid. For at bekæmpe denne undvigende adfærd, forskere har udviklet en metode ved navn D ₂ O-probet CANcer-følsomhedstest Ramanometri (D ₂ O-CANST-R) for at se, på enkeltcelle/organel niveau, hvordan lægemidler inducerer kræftcelledød, og hvordan kræftceller tilpasser sig.

Forskningen, udført af Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), blev udgivet den 12. januar i Analytisk kemi , et tidsskrift fra American Chemical Society.

"Forståelse af mekanismen for cellulær respons på lægemidler og farmaceutiske terapier er afgørende for at forbedre kræftbehandlingen, " sagde papirforfatter Xu Jian, direktør for Single-Cell Center på QIBEBT. Han forklarede, at kræftceller kan modstå kemoterapi ved at ændre metabolisk aktivitet for tilpasning til lægemiddelstress, men præcis hvordan dette sker er dårligt forstået. "Der er behov for tilgange til hurtigt at belyse de særlige virkninger af et lægemiddel på kræftcellers metaboliske aktivitet. Dette er klinisk vigtigt, da præcis og personlig administration af kræftkemoterapi er afgørende for at redde kræftpatienters liv."

Maryam Hekmatara, en ph.d. elev af Xu, og hendes arbejdskammerater parrede en kraftfuld algoritme med Raman-spektroskopi, som involverer at bruge en laser til at excitere fotoner i en prøve for at afsløre strukturel information, herunder interaktioner. De undersøgte, hvordan rapamycin, et lægemiddel mod kræft, ændret den metaboliske aktivitet i en human cancercellelinje og i gær.

Deres metode afslørede de ændringer, små organeller inde i cellerne lavede i energiforbrug og -forbrug. Med en opløsningsevne på mindre end en mikrometer - bredden af ​​et menneskehår er typisk 80 til 100 mikrometer, til sammenligning – tilgangen har potentiale til at afsløre stofskiftet i en kræftcelle med meget fine detaljer.

"Metoden er i stand til hurtigt og præcist at spore og skelne ændringer i lipid- og proteinmetabolisk-hæmmende virkning af rapamycin, " sagde Hekmatara, bemærker, at metoden tager kun dage sammenlignet med traditionelle test, der kan tage meget længere tid at se, om en individuel patients celler vil reagere positivt på et lægemiddel. "Det er også meget præcist, da det kan skelne kræftcelleresponser på lægemidler ved enkeltcelle- og enkeltorganelopløsning, hvilket er afgørende for at forstå, hvorfor stoffet er – eller ikke er – effektivt."

Forskerne planlægger at undersøge, hvordan celler bliver resistente, samt videreudvikle deres metode som en personlig tilgang til at bestemme det mest effektive lægemiddel mod kræft til en patient.