Udnyttelse af nanoteknologi til at forstå tumoradfærd

En ny undersøgelse udført af præ-Ph.D. forsker Pablo S. Valera demonstrerer potentialet ved overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS) til at udforske metabolitter udskilt af kræftceller i kræftforskning.

Undersøgelsen, som blev ledet af Ikerbaskiske forskningsprofessorer Luis Liz-Marzán (fra CIC biomaGUNE) og Arkaitz Carracedo (fra CIC bioGUNE), og hvori andre forskere fra begge centre – også medlemmer af Networking Biomedical Research Center (CIBER) – har deltaget giver også værdifuld information til at vejlede mere specifikke eksperimenter for at afsløre funktionen af ​​sådanne metabolitter udskilt i tumormikromiljøet eller miljøet, hvilket kan føre til nye terapeutiske strategier.

Værket er publiceret i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Tumormikromiljøet er et komplekst økosystem dannet af interaktioner mellem tumor og raske celler. Det er et dynamisk pseudoorgan, der bestemmer udviklingen og progressionen af ​​kræftsygdomme. Selvom opmærksomheden traditionelt har fokuseret på intercellulær kommunikation medieret af proteinbudbringere, er opmærksomheden for nylig vendt mod metabolitter (eller små forbindelser), der udskilles af tumorer i det ekstracellulære rum.

Traditionelle teknikker til sporing af disse metabolitter i komplekse cellulære sammenhænge er begrænsede, men overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS) er dukket op som et lovende alternativ på grund af dens enkelhed i driften.

I denne undersøgelse foreslår en SERS-baseret strategi "at undersøge metabolitter, der udskilles af tumorceller, der mangler methylthioadenosinphosphorylase (en almindelig genetisk hændelse forbundet med dårlig prognose i forskellige typer kræft, såsom brystkræft og glioblastom)," forklarede Valera. SERS "er en spektroskopisk teknik, der bruger guld nanopartikler til at detektere molekyler i en biofluid. Det er en ret hurtig teknik, hvor der ikke kræves nogen forbehandling af prøverne," tilføjede han.

Cellulær kommunikation fremkaldt af metabolitter udskilt af tumorceller

Ved hjælp af SERS opdagede forskerne, at disse celler udskiller purinmetabolitter, som kan metaboliseres af raske celler, hvilket giver anledning til molekylære ændringer i overensstemmelse med kræftens aggressivitet; dette forklarer omprogrammeringen, som aldrig er set tidligere, af tumormiljøet i cancere med methylthioadenosin-phosphorylase-undertrykkelse.

"Vi var i stand til at påvise denne metabolit, ikke kun i tumorceller, men også i resten af ​​de raske celler, der er i kontakt med tumorcellerne. Så vi opdagede, at der er en sammenhæng mellem tumorceller og raske celler ved hjælp af dette. metabolit, og at det også medfører en ændring i sunde cellers adfærd, så de til en vis grad hjælper tumoren med at udvikle sig," sagde Valera.

Det er værd at påpege, at "at optrevle kompleksiteten af ​​sådanne interaktioner hos kræftpatienter kan til gengæld bane vejen for nye terapeutiske tilgange," tilføjede han.

Den vellykkede anvendelse af SERS i denne undersøgelse viser, at denne teknologi kunne fremskynde evnen til hurtigt at fange metaboliske interaktioner i komplekse miljøer. Faktisk opfylder den enkle, hurtige opsamling af signaler i SERS, sammen med dens høje følsomhed, kravene til at være et frontlinjeværktøj, der efterfølgende kan guide mere specifikke analyser.

Et komplet billede af tumormikromiljøets metaboliske status kan opnås ved overvågning med komplementære teknikker. Det er også vigtigt at fremhæve, at en effektiv synergi mellem SERS og andre analytiske metoder er blevet demonstreret.

Flere oplysninger: Pablo S. Valera et al., SERS-analyse af kræftcelle-udskilte puriner afslører en unik parakrin krydstale i MTAP-mangelfulde tumorer, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2311674120. doi.org/10.1073/pnas.2311674120

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af Elhuyar Fundazioa