Японские исследователи определяют процесс улучшения флуоресцентного обнаружения раковых стволовых клеток, которые в первую очередь ответственны за прогрессирование и рецидив опухоли головного мозга после лечения
Токио – Фотодинамическое обнаружение и терапия недавно стали многообещающим методом диагностики и лечения рака. С помощью этого процесса пациентам вводят химическое вещество, метаболизирующееся специально в опухолевых клетках, так что оно становится флуоресцентным, что позволяет визуально идентифицировать и хирургическое удаление опухоли.
Полное удаление всех раковых клеток имеет решающее значение, поскольку любые остаточные клетки могут вызвать рецидив опухоли. Однако опухоли состоят из множества разных типов клеток, и неясно, идентифицирует ли фотодинамическое обнаружение все из них. Раковые стволовые клетки, тип самообновляющихся клеток, обнаруженных в опухолях, представляют особый интерес, поскольку они являются основным типом клеток, ответственным за прогрессирование опухоли и за устойчивость к химиотерапии и лучевой терапии, и, следовательно, являются основной причиной рецидива опухоли после лечения. Оценка и оптимизация фотодинамического обнаружения для обнаружения раковых стволовых клеток жизненно важны для успеха этого подхода.
В новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports, исследователи под руководством Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) исследовали фотодинамическое обнаружение раковых стволовых клеток в клеточной линии глиомы, модели очень агрессивного типа рака мозга. Они определили субпопуляцию стволовых клеток глиомы, которые, в отличие от большинства клеток глиомы, не накапливали значительные количества флуоресцентного продукта во время фотодинамического обнаружения. При трансплантации мышам с подавленным иммунитетом эти стволовые клетки с низкой флуоресценцией быстро образовывали опухоли, тогда как стволовые клетки с высокой флуоресценцией не образовывались.
"Это явная проблема для фотодинамического обнаружения," автор-корреспондент Тэцуя Тага говорит. "Те клетки, которые не обнаруживаются, – это те клетки, которые, если их не удалить, с наибольшей вероятностью приведут к неэффективному лечению и рецидиву опухоли. Увеличивая флуоресценцию в этих клетках, мы могли бы существенно повысить эффективность обнаружения флуоресценции и удаления опухоли."
Исследователи продолжили исследование возможных механизмов и решений низких уровней флуоресценции. Железо необходимо для расщепления флуоресцентного материала в клетках, поэтому они исследовали хелатирующее железо (связывающее его, чтобы предотвратить его участие в этом процессе).
"Мы смогли увеличить накопление флуоресценции в субпопуляции стволовых клеток глиомы с высокой онкогенной низкой флуоресценцией, используя клинически одобренный хелатор железа," со-корреспондент Коити Табу говорит. "Это особенно интересно, потому что это означает, что у этого нового метода есть потенциал для быстрого внедрения в клиническую практику."
Дальнейшее исследование метаболического пути, который разрушает флуоресцентный материал, выявило ген гемоксигеназы-1 (HO-1), который может быть ответственным за различия во флуоресценции. Таким образом, нацеливание на HO-1 является еще одним потенциальным подходом к улучшению фотодинамического обнаружения рака глиальных клеток человека.