Os pesquisadores desenvolvem a baliza molecular para encontrar pontos hypoxic no tempo real

As áreas da hipóxia, ou o baixo oxigênio no tecido, são indicações de cancros de crescimento rápido e dos bloqueios ou do redução em vasos sanguíneos, tais como o curso ou a doença periférica da artéria. Os pesquisadores das Universidades de Illinois desenvolveram uma maneira de encontrar não invasora pontos hypoxic no tempo real.

Os pesquisadores desenvolveram uma baliza molecular oxigênio-sensível que se emitisse sinais do ultra-som em resposta à luz, um processo chamado a imagem lactente photoacoustic - um método menos invasor, mais de alta resolução e menos caro do que o padrão clínico actual, que usa moléculas radioactivas e tomografia de emissão de positrão faz a varredura. Em um papel publicado em comunicações da natureza, os pesquisadores demonstraram a capacidade da ponta de prova aos tumores hypoxic da imagem e constringiram artérias nos ratos.

“Nós poderíamos dar a um doutor um tridimensional, opinião do tempo real no tecido para guiar procedimentos cirúrgicos e planos do tratamento,” disse o professor Jefferson Chan da química, líder do estudo. O aluno diplomado Hailey Knox e o professor Wawrzyniec Lawrence Dobrucki da tecnologia biológica eram co-autores do papel.

“A capacidade para detectar isto em uma maneira que não exigisse a cirurgia nem não confiasse em métodos indirectos fosse realmente poderosa, porque você pode realmente a ver enquanto se está tornando,” Chan disse.

Os métodos actuais para detectar a hipóxia no tecido podem somente identificar a hipóxia crônica, e assim não podem ajudar doutores a encontrar os cancros agressivos ou as circunstâncias agudas como um curso que exigem a intervenção imediata, Chan disse. Tais métodos são limitados aos procedimentos invasores que envolvem grandes agulhas do eléctrodo ou a imagem lactente indirecta com as pontas de prova radioactivas, que tem os desafios adicionados da activação e da interferência do fora-alvo.

O grupo do Chan molecular das pontas de prova tornou-se tornado somente activo quando o oxigênio está faltando. Quando entusiasmado pela luz, produzem um sinal do ultra-som, permitindo a imagem lactente 3-D directa de áreas hypoxic. Testaram o sistema em culturas celulares, e então em ratos vivos com cancro da mama e em ratos com as artérias estreitas em seus pés.

“O sistema que nós usamos neste estudo é um sistema pré-clínico para animais. Contudo, em um ajuste clínico, você pode tomar uma máquina regular do ultra-som e equipá-la com uma fonte luminosa - você pode comprar os diodos emissores de luz para ao redor $200 que são poderosos bastante e cofre forte para aplicações clínicas,” Chan disse. Os médicos administrariam as moléculas photoacoustic ao paciente, injetando em uma veia ou directamente a um local do tumor, a seguir usam a máquina alterada do ultra-som para visualizar a área de interesse.

Os pesquisadores encontraram que seu método photoacoustic poderia encontrar as meras actas da hipóxia depois que a artéria de um rato foi constringida, mostrando a promessa para rapidamente encontrar locais do curso ou coágulos de sangue no tecido profundo. Nos ratos com cancro, as pontas de prova permitiram imagem lactente detalhada, 3-D do ultra-som de tumores hypoxic.

“Nós sabemos que muitos tumores são hypoxic, tão muitos tratamentos novos fomos tornados que se tornam ativados em circunstâncias oxigênio-deficientes. Mas foram incompatíveis nos ensaios clínicos, porque não todos os tumores são hypoxic,” Chan disseram. “Isto dá cientistas e médicos uma maneira de olhar tumores internos e de determinar não invasora se o tumor de um paciente é hypoxic e seriam um bom candidato para uma droga nova. Se o tumor não olha muito hypoxic, devem entrar em um plano diferente do tratamento.”

Uma outra vantagem é o baixo custo de produzir as moléculas e sua vida útil longa, os pesquisadores disseram. Podem ficar estáveis por anos, visto que as moléculas radioactivas devem ser usadas logo após a fabricação e exigir o treinamento especial para o uso.

O grupo de Chan está explorando outros tipos de moléculas photoacoustic que poderiam imagem outras circunstâncias. Por exemplo, estão trabalhando nas pontas de prova que podem detectar cancros específicos assim que podem encontrar todos os lugares onde o cancro espalhou ou se reproduziu por metástese no corpo de um paciente.

“Não somente pode você detectar um cancro e descobrir suas propriedades, mas tem muitas avenidas para o assistência ao paciente. Nós podemos olhar o iceberg inteiro em vez da ponta do iceberg,” Chan disse.