Опухолевые клетки потребляют глюкозу активнее здоровых тканей — на этом основана ПЭТ-визуализация, золотой стандарт диагностики. Пациенту вводят радиоактивную метку (18F-ФДГ), которая накапливается в опухоли, но метод дорогой и несет риски облучения.

Ученые из Индийского института науки предложили альтернативу — контраст для фотоакустической томографии (ФАТ).

Фотоакустическая томография (ФАТ) — метод визуализации, при котором лазерный импульс нагревает ткань, вызывая ее колебания. Эти колебания регистрируют как звук и преобразуют в изображение.

Результаты опубликованы в издании JACS Au.

В ФАТ используют лазер ближнего инфракрасного диапазона: он «подсвечивает» молекулы-хромофоры, введенные в ткань. Те нагреваются, создают акустическую волну, и по ней строят 3D-изображение. Метод дешевле ПЭТ и МРТ, но сейчас в клиниках применяют только естественные хромофоры, например гемоглобин.

Команда разработала синтетйческий хромофор GPc — соединение цинк-фталоцианина с четырьмя молекулами глюкозы. Фталоцианины поглощают ИК-свет и преобразуют его в звук, а глюкоза улучшает растворимость и доставку.

Нам важно было проверить, ведет ли GPc себя как глюкоза, — говорит Пуджа Паткулкар, автор исследования.

Оказалось, молекула проникает в клетки, но не метаболизируется и не зависит от переносчиков GLUT1. Это ключевое отличие от 18F-ФДГ.

GPc накапливается даже в глубине опухоли, где мало кислорода, — поясняет Санхита Синхарай. — Мы не ожидали, что его функция окажется так близка к радиоактивному аналогу.

Метод подходит для поверхностных опухолей, не требует дорогого оборудования и снижает лучевую нагрузку.

Польза исследования

• Доступность диагностики: ФАТ дешевле ПЭТ и МРТ, что критично для стран с ограниченными ресурсами.
• Безопасность: Нет радиации — можно проводить многократные обследования.
• Точность: GPc дает контраст лучше естественных хромофоров, упрощая обнаружение мелких очагов.
• Расширение применения: Если доработать методику, можно использовать для мониторинга терапии в реальном времени.

Отметим, что исследование не до конца раскрывает механизм накопления GPc в опухолях. Авторы признают, что не изучили его распределение в других тканях — возможны ложноположительные сигналы. Кроме того, метод пока тестировали только in vitro и на поверхностных опухолях; для глубоких образований (например, в легких) чувствительность может быть ниже.

Ранее ученые сообщили о прорыве в медицинской визуализации, который улучшит диагностику рака и артрита.