Почти у 13% женщин, рожденных сегодня в США, в какой-то момент жизни разовьется рак молочной железы. Лечение ранней стадии заболевания часто включает органосохраняющую операцию, при которой опухоль и часть окружающей здоровой ткани (край опухоли) удаляются. Однако около 20% этих операций требуют повторной операции, как правило, из-за того, что раковые клетки обнаруживаются в границах опухоли.
Теперь исследователи, финансируемые NIBIB, разрабатывают метод визуализации, который позволит хирургам лучше идентифицировать раковые клетки в краях опухоли во время операции. Этот метод может привести к сокращению повторных операций по поводу рака молочной железы и снижению частоты рецидивов рака молочной железы. Результаты были недавно опубликованы в eBioMedicine.
«Сегодня хирурги в первую очередь полагаются на свое зрение и осязание, чтобы отличить здоровые ткани от раковых во время операции, что может привести к неполному удалению опухоли», — сказала Татьяна Атанасиевич, доктор философии, руководитель программы NIBIB в области молекулярной медицины. Зонды и агенты визуализации. «Этот метод визуализации обеспечивает визуальную обратную связь в режиме реального времени во время операции, позволяя хирургам лучше оценивать края опухоли молочной железы и, в конечном итоге, оптимизировать хирургическое иссечение».
Этот метод основан на методе, известном как визуализация в ближней инфракрасной области , в котором используются зонды, флуоресцирующие в ближнем инфракрасном свете. Эти флуоресцентные датчики могут позволить клиницистам визуализировать особенности за пределами поверхности ткани, такие как кровеносные сосуды или опухоли, которые могут помочь в проведении хирургических процедур. Однако существует не так много агентов ближнего инфракрасного диапазона, одобренных для клинического использования Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), а те, которые одобрены, являются неспецифическими, что означает, что они не нацелены на конкретную цель. в теле. Кроме того, единственный одобренный для хирургии зонд ближнего инфракрасного диапазона, индоцианин зеленый (ICG), не остается в кровотоке очень долго, и поэтому его применение для резекции опухоли под визуальным контролем несколько ограничено.
Чтобы преодолеть ограничения традиционных датчиков для визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне, исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго разработали новый датчик, специально предназначенный для обнаружения раковых клеток в границах опухоли молочной железы в режиме реального времени во время операции. Этот зонд сочетает в себе одобренный FDA краситель ICG с нетоксичным, нацеленным на опухоль, проникающим в клетку пептидом, известным как p28. «Наша исследовательская группа ранее сообщала, что p28 предпочтительно проникает в различные клетки рака молочной железы человека и фактически вызывает антипролиферативные эффекты», — объяснил Тору Ямада, доктор философии, доцент кафедры хирургии в Колледже Университета Иллинойса. Медицина и старший автор исследования. Более того, p28 оценивался в ранних клинических испытаниях .и хорошо переносился больными. «Наш новый зонд, названный ICG-p28, может избирательно освещать клетки рака молочной железы ближним инфракрасным светом и тем самым облегчает удаление раковой ткани под визуальным контролем во время операции».
Сначала исследователям нужно было определить, насколько хорошо их датчик визуализации может точно отличить рак молочной железы от здоровой ткани. Для этого они создали клеточную линию рака молочной железы, экспрессирующую белок iRFP, который флуоресцирует в ближнем инфракрасном диапазоне. Таким образом, когда исследователи создают свои модели рака молочной железы, вводя мышам эту конкретную клеточную линию, они могут точно визуализировать точную форму и размер опухолей молочной железы. После создания моделей рака молочной железы исследователи затем ввели мышам свой зонд для визуализации, подождали 24 часа, вырезали опухоли и сравнили флуоресцентные сигналы между iRFP и ICG-p28. Они обнаружили, что два сигнала превосходно перекрываются, что указывает на то, что их зонд для визуализации специально нацелен на опухоли рака молочной железы в течение длительного периода времени.
Затем Ямада и его коллеги использовали свой зонд для направления резекции опухоли в двух моделях рака молочной железы и наблюдали за животными на предмет рецидива рака. Как только у мышей развились опухоли, исследователи вводили им либо ICG-p28, либо только ICG, либо контрольный буферный раствор без какого-либо красителя ближнего инфракрасного диапазона, и ждали 24 часа. Затем опухоли были удалены с помощью визуализации под визуальным контролем с использованием ближнего инфракрасного света .или с помощью традиционной пальпации и прямой визуализации (для мышей, которым вводили контрольный буферный раствор). Через четыре недели после операции более чем у 30% мышей, которым вводили контрольный буферный раствор, наблюдался рецидив опухоли, а у 25% мышей, которым вводили только ICG, возник рецидив. Однако у чуть более 6% мышей, которым вводили ICG-p28, возник рецидив, что свидетельствует о том, что зонд ICG-p28 улучшал хирургические результаты.
«Это доклиническое исследование показало, что интраоперационная визуализация с помощью ICG-p28 может точно идентифицировать края опухоли и в конечном итоге улучшить частоту рецидивов опухоли в моделях множественного рака молочной железы », — сказал Ямада. «Кроме того, поскольку p28 предпочтительно проникает в различные типы раковых клеток человека, мы ожидаем, что наш подход к визуализации может быть применен к дополнительным типам рака ».
Ямада отметил, что это исследование все еще находится на ранней стадии, и что оценка этого датчика визуализации в клинических испытаниях станет важным следующим шагом для определения того, насколько хорошо он работает на людях.
