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用纳米技术监测多器官癌转移

癌症早期诊断和治疗的一个重大挑战是早期转移的识别和分子分析。

例如,癌症手术治疗有一个致命弱点,这就是是微转移。

什么是癌细胞微转移?

微转移,英文micro metastases,是一小部分癌细胞从原来的肿瘤中脱落,并通过血液或淋巴结扩散到身体的另一部分。 它们聚集在一起形成了第二个肿瘤,这个肿瘤太小了,像乳房X光片或核磁共振成像都无法看到,只能在显微镜下才能看到。

用常规的病理学方法不能检测到癌症的微转移,通常单个或者微小的肿瘤细胞团,大多隐匿在原发灶以外的位置。大多数影像学方法无法检测到这些微小的病变。

这一问题包含了明显的物理和生物学障碍,以及不同的转移环境。

Moghe教授团队采用纳米技术,尝试解决这一难题,该团队的研究成果2017年12月12日发表在《Nature》杂志上。

Moghe教授团队开发出能够发出短波红外线的纳米探针,静脉注射稀土包裹白蛋白纳米粒 ,发射短波红外线(SWIR),用于检测小鼠体内残留的微小肿瘤,可以用于检测目标体内的转移病灶。这些微型纳米探针可以伴随血液在体内循环,在多个器官中追踪肿瘤转移。

在乳腺癌小鼠模型中,在接种后三周和五周,纳米探针让全身SWIR检测到肾上腺微病变和骨病变,而通过增强磁共振成像就无法检测到。

全身的纳米探针短波红外成像SWIR功能化地针对差异靶向转移灶,应用到人乳腺癌的仿生动物模型,解决了在肺、肾上腺、骨部位显示不同分子特征的多器官转移难题。

多器官的实时病变监测促进了临床前和治疗前的监测。

研究结果表明,效果比MRI更快更好。纳米探针检测小鼠肾上腺和骨骼中肿瘤微转移的速度明显快于传统的核磁共振成像(MRI)以及其他的癌症监测技术。

这一新技术可以提前数月检测到癌症的存在和转移。


用纳米技术监测多器官癌转移

新型的纳米探针技术可以检测100多种癌症,包括对多个器官的病灶进行实时检测,能够更精准的实现预防和预后,例如明确癌症的发展阶段。

在不远的将来,纳米探针可以广泛应用于所有外科手术中,负责标记手术计划摘除的组织。此外,还可以追踪免疫疗法的有效性,包括通过刺激免疫细胞对抗癌细胞。


参考文献

Surveillance nanotechnology for multi-organ cancer metastases

Harini Kantamneni, Margot Zevon, Michael J. Donzanti, Xinyu Zhao, Yang Sheng, Shravani R. Barkund, Lucas H. McCabe, Whitney Banach-Petrosky, Laura M. Higgins, Shridar Ganesan, Richard E. Riman, Charles M. Roth, Mei-Chee Tan, Mark C. Pierce, Vidya Ganapathy & Prabhas V. Moghe


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