Nanopartikler kan forbedre detektion af cirkulerende tumorceller

(PhysOrg.com) - Små guldpartikler kan hjælpe læger med at opdage tumorceller, der cirkulerer i blodet hos patienter med hoved- og halskræft, forskere ved Emory og Georgia Tech har fundet.

Påvisningen af ​​cirkulerende tumorceller (CTC'er) er en ny teknik, der kan gøre det muligt for onkologer at overvåge patienter med cancer for metastaser eller at evaluere fremskridt i deres behandling. Guldpartiklerne, som er indlejret med farvestoffer, der tillader deres påvisning ved laserspektroskopi, kunne forbedre denne tekniks specificitet ved at reducere antallet af falske positive.

Resultaterne er offentliggjort online i tidsskriftet Kræftforskning .

En udfordring med at detektere CTC'er er at adskille signaler fra hvide blodlegemer, som har samme størrelse som tumorceller og kan holde sig til de samme antistoffer, der normalt bruges til at identificere tumorceller. Kommercielt tilgængelige enheder fanger CTC'er ved hjælp af antistofbelagte magnetiske perler, og teknikere skal farve de fangede celler med flere antistoffer for at undgå fejlagtigt at identificere hvide blodlegemer som tumorceller.

Emory og Georgia Tech forskere viser, at polymer-coatede og farvestofbesatte guldpartikler, direkte knyttet til et vækstfaktorpeptid snarere end et antistof, kan påvise cirkulerende tumorceller i blodet hos patienter med hoved- og halskræft.

"Det vigtigste teknologiske fremskridt her er vores opdagelse af, at polymer-coatede guld-nanopartikler, der er konjugeret med lavmolekylære peptider såsom EGF, er meget mindre klæbrige end partikler konjugeret til hele antistoffer, ” siger Shuming Nie, PhD, en professor i Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering ved Georgia Tech and Emory University. "Denne effekt har ført til en stor forbedring i at skelne tumorceller fra ikke-tumorceller i blodet."

Partiklerne er knyttet til EGF (epitelial growth factor), hvis modstykke EGFR (epithelial growth factor receptor) er overproduceret på overfladerne af flere typer tumorceller.

Ved laserbelysning, partiklerne viser et skarpt fingeraftrykslignende mønster, der er specifikt for farvestoffet, fordi guldet forstærker signalet, der kommer fra farvestofferne. Dette tyder på, at flere typer nanopartikler kunne kombineres for at få mere information om tumorcellernes vækstkarakteristika. Ud over, måling af CTC-niveauer kan være følsom nok til at skelne patienter med lokaliseret sygdom fra dem med metastatisk sygdom.

"Nanopartikler kunne være medvirkende til at modificere processen, så cirkulerende tumorceller kan detekteres uden at adskille tumorcellerne fra normale blodceller, " siger Nie. "Vi har vist, at en tumorcelle ud af cirka en til ti millioner normale celler kan detekteres på denne måde."

I samarbejde med onkologer på Winship Cancer Institute, forskere brugte nanopartikler til at teste for CTC'er i blodprøver fra 19 patienter med hoved- og halskræft. Af disse patienter, 17 havde positive signaler for CTC'er i deres blod. De to med lave signaler blev verificeret til ikke at have nogen cirkulerende celler ved en anden teknik.

"Selvom resultaterne ikke er blevet sammenlignet eller valideret med nuværende CTC-detektionsmetoder, vores 'one-tube' SERS-teknologi kunne være hurtigere og lavere i omkostninger end andre detektionsmetoder, ” siger Dong Moon Shin, MD, professor i hæmatologi og onkologi og otolaryngologi, associeret direktør for akademisk udvikling for Winship Cancer Institute og direktør for Winship Cancer Institute Chemoprevention Program. "Vi er nødt til at validere denne pilotundersøgelse ved at fortsætte med større grupper af patienter og sammenligne med andre tests."