Guld nanobeacons registrerer Sentinel-lymfeknuder

(PhysOrg.com) - Stort set alle patienter diagnosticeret med brystkræft eller melanom gennemgår lymfeknudebiopsi for at afgøre, om deres kræft er begyndt at sprede sig i kroppen. At tage denne biopsi involverer en invasiv og ubehagelig procedure, og selvom det er nødvendigt, opdager det metastaser mindre end 95 % af tiden. For at eliminere behovet for invasiv biopsi, og at forbedre den diagnostiske følsomhed af biopsi, forskere har arbejdet på at udvikle ikke-invasive billeddannelsesteknikker til at identificere tumorbærende sentinel lymfeknuder.

Nu, en gruppe efterforskere ved Washington University of St. Louis, ledet af Dipanjan Pan, Ph.D., og inklusive Gregory Lanza, M.D., og Samuel Wickline, M.D., begge medlemmer af Siteman Center of Cancer Nanotechnology Excellence, har udviklet "bløde" guld-nanopartikler, der ophobes i vagtpostlymfeknuder, og som er synlige ved hjælp af en teknik kendt som fotoakustisk billeddannelse. Efterforskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Biomaterialer .

Fotoakustisk billeddannelse kombinerer aspekter af optisk og ultralydsbillede i en følsom billedteknik, der er egnet til brug i menneskekroppen. Fotoakustiske billeddannende midler, inklusive guld nanopartikler, udsender lydbølger, når de belyses med bestemte lysfrekvenser. I tilfælde af guld nanopartikler, den aktiverende lysenergi opstår i det nære infrarøde, et område af det optiske spektrum, der let passerer gennem biologiske væv, og deres fotoakustiske emissioner er stærke nok til at kunne detekteres ved brug af standard klinisk ultralydsudstyr.

Nøglen til denne undersøgelse var at udvikle et guld nanopartikel billeddannende middel, der afbalancerer akkumuleringshastigheden i sentinel lymfeknuder med hastigheden af ​​eliminering af partikler, som lymfeknuderne ikke fanger. Løsningen var at pakke flere guld nanopartikler, hver 2-4 nanometer i diameter, i en blød polymer matrix, producerer et 90 nanometer guld nanobeacon, der akkumuleres hurtigt i sentinel lymfeknuder. Da efterforskerne injicerede deres nanobeacons i mus og afbildede lymfeknuder en time senere, de fandt, at det fotoakustiske signal var ni gange stærkere i lymfeknuder end i omgivende blodkar. Mens større nanopartikler producerede et stærkere signal, de akkumulerede ikke udelukkende i lymfeknuderne, så kontrasten de producerede var meget mindre.

Dette arbejde, som er beskrevet i et papir med titlen, "Nær infrarød fotoakustisk påvisning af sentinel lymfeknuder med guld nanobeacons, " blev delvist støttet af NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, et omfattende initiativ designet til at fremskynde anvendelsen af ​​nanoteknologi til forebyggelse, diagnose, og behandling af kræft. Et sammendrag af denne artikel er tilgængelig på tidsskriftets hjemmeside.