PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С. Валера и недавно опубликованное в журнале PNAS, демонстрирует потенциал спектроскопии комбинационного рассеяния с поверхностным усилением, SERS, для изучения метаболитов, выделяемых раковыми клетками при исследовании рака.

Работа, проведенная под руководством профессоров-исследователей из Икербаска Луиса Лиз-Марсана (из CIC biomaGUNE) и Аркаица Карраседо (из CIC bioGUNE), в которой, кстати, приняли участие и другие исследователи из обоих центров, также входящих в Сетевой центр биомедицинских исследований (CIBER), предоставляет ценную информацию для проведения более конкретных экспериментов по выявлению функций таких метаболитов, выделяемых в микросреде опухоли или окружающей среде, что может привести к разработке новых терапевтических стратегий.

Микроокружение опухоли представляет собой сложную экосистему, образованную взаимодействием между опухолевыми и здоровыми клетками. Это динамичный псевдоорган, определяющий развитие и прогрессирование рака. Хотя внимание традиционно сосредоточено на межклеточной коммуникации, опосредованной белковыми мессенджерами, в последнее время внимание переключилось на метаболиты (или небольшие соединения), секретируемые опухолями во внеклеточное пространство.

Традиционные методы отслеживания этих метаболитов в сложном клеточном контексте ограничены, но спектроскопия комбинационного рассеяния с поверхностным усилением (SERS) стала многообещающей альтернативой благодаря своей простоте.

В данном исследовании стратегия, основанная на SERS, предлагает изучить метаболиты, выделяемые опухолевыми клетками, лишенными метилтиоаденозинфосфорилазы (распространенное генетическое событие, связанное с плохим прогнозом при различных видах рака, таких как рак молочной железы и глиобластома), — пояснил Валера.

SERS — это спектроскопическая техника, в которой используются золотые наночастицы для обнаружения молекул в биологической жидкости. Это довольно быстрый метод, не требующий предварительной обработки образцов.

Клеточная коммуникация, обеспечиваемая метаболитами, выделяемыми опухолевыми клетками

Используя SERS, исследователи обнаружили, что эти клетки выделяют пуриновые метаболиты, которые могут метаболизироваться здоровыми клетками, вызывая молекулярные изменения, соответствующие агрессивности рака; это объясняет перепрограммирование, которое ранее не наблюдалось, опухолевой среды в раковых опухолях с подавлением метилтиоаденозинфосфорилазы.

Мы смогли обнаружить этот метаболит не только в опухолевых клетках, но и в остальных здоровых клетках, которые находятся в контакте с опухолевыми клетками. Таким образом, мы обнаружили, что существует связь между опухолевыми и здоровыми клетками посредством этого метаболита, и что он также приводит к изменению поведения здоровых клеток, так что в определенной степени они помогают опухоли развиваться, — говорит Валера.

Стоит отметить, что разгадка сложности таких взаимодействий у раковых больных может, в свою очередь, проложить путь к новым терапевтическим подходам.

Успешное применение SERS в данном исследовании показывает, что эта технология может ускорить процесс быстрого захвата метаболических взаимодействий в сложных средах. На самом деле, простое и быстрое получение сигналов в SERS, а также его высокая чувствительность отвечают требованиям, предъявляемым к инструментам первой линии, которые впоследствии могут стать основой для более специфических анализов. Полная картина метаболического состояния микроокружения опухоли может быть получена путем мониторинга с помощью дополнительных методов.

Важно также подчеркнуть, что была продемонстрирована эффективная синергия между SERS и другими аналитическими методами.

18.12.2023


Подписаться в Telegram



Нано

JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о...

ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище

Потребность в устойчивых и экологичн...

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма

Новости компаний, релизы

Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения