Новости и мнения

Следующее поколение: наблюдение раковых изменений митохондрий

Метод неинвазивной микроскопии, использующий флуоресценцию NADH, позволяет исследователям наблюдать, как митохондрии изменяют свою форму и расположение в тканях человека.

The technique: By keeping tabs on mitochondria, clinicians can distinguish healthy tissue from cancerous tissue and track cellular metabolism. Техника: следя за митохондриями, клиницисты могут отличать здоровую ткань от раковой и отслеживать клеточный метаболизм. Но такие тонкие изменения крошечных органелл почти невозможно обнаружить в клинических условиях. Исследование, опубликованное сегодня (30 ноября) в Science Translational Medicine, описывает новую неинвазивную технику микроскопии, которая отслеживает изменения митохондрий и может однажды использоваться для диагностики заболеваний.

«Это то, что давно у всех на уме», – сказала Мелисса Скала из Университета Висконсин-Мэдисон, которая не участвовала в исследовании. «Мы уже давно разрабатываем эту технологию и надеемся, что она сможет занять нишу в клинике. [Это исследование] использует конкретные аспекты этой технологии ».

Техника вращается вокруг митохондриального флуоресцентного фермента NADH, который можно наблюдать с помощью многофотонной микроскопии. Сосредоточив внимание только на митохондриальной организации, исследователи смогли отличить здоровую кожу от образцов базально-клеточной карциномы и меланомы, предполагая, что их метод микроскопии может иметь клиническое применение.

Справочная информация: «В настоящее время анализ митохондрий на самом деле не является частью того, что делают врачи в клинике», – сказала соавтор Ирен Георгакуди из Университета Тафтса в Медфорде, штат Массачусетс. Хотя митохондриальная дисфункция была связана с заболеваниями от диабета до рака, современные методы визуализации органелл включают в себя трудоемкие задачи удаления ткани, ее окрашивания и разрезания на тонкие участки для наблюдения. «Это очень инвазивный и трудоемкий процесс», – сказал Георгакуди.

По словам Георгакуди, задача визуализации митохондрий настолько сложна, что врачи обычно обращаются к ядру клетки для ранней диагностики рака. «У нас нет хороших способов изучения митохондрий в тканях и, конечно, у людей», – сказала она. «Они не являются частью рутинных диагностических наборов инструментов в кабинете врача, потому что на самом деле пока нет хороших способов сделать это».

Что нового: Основой новой техники является NADH, кофермент, участвующий в создании энергии и синтезе важных биомолекул, и одна из немногих молекул в клетках человека, которая естественным образом флуоресцирует. Георгакуди и его коллеги использовали, что NADH наиболее интенсивно флуоресцирует в митохондриях, и использовали лазеры для получения оптических срезов митохондрий, естественным образом «окрашенных» NADH. Команда также разработала автоматизированный метод для оценки того, являются ли митохондрии аномально организованными в каждом слое кожной ткани – один из показателей некоторых видов рака кожи.

«Мы можем делать снимки отдельных клеток с очень высоким разрешением без физического разрезания ткани», – сказал Георгакуди. «И затем, поскольку NADH, естественно, присутствует, мы можем делать эти изображения без использования экзогенного контрастного вещества».

Чтобы подтвердить, что их методика работает, исследователи проверили ее на пациентах с подозрительными поражениями кожи, обнаружив, что они смогли отличить здоровую ткань от раковой, изучая только митохондриальную организацию.

«В нормальной человеческой коже вы видите очень четкую картину митохондрий, которая изменяется в зависимости от глубины», – сказал Георгакуди. «У больных раком организация как функция глубины в основном отменена. Мы можем использовать это в качестве диагностического биомаркера ».

Стоимость: человеческие исследования, использующие подобную технику, уже проводятся в Европе, сказала Георгакуди, добавив, что ее команда надеется, что какой-то вариант этого подхода будет регулярно использоваться в кабинетах врачей в течение пяти лет.

К сожалению, «лазер, который мы используем для создания изображений этого типа, все еще довольно дорогой, его стоимость близка к 100 000 долларов», – сказал Георгакуди. Хотя на горизонте могут появиться менее дорогие лазеры, технология в ее нынешнем состоянии может оказаться слишком дорогостоящей для некоторых объектов.

Поскольку «этот подход в конечном итоге позволит врачу поставить диагноз в режиме реального времени, в отличие от того, чтобы пациент сходил к врачу, сделал биопсию и прочитал ее у патологоанатома», – сказал Георгакуди, это вполне может стоить цена.

D. Pouli et al., «Отображение динамики митохондрий в коже человека выявляет зависимую от глубины гипоксию и злокачественный потенциал для диагностики», Science Translational Medicine, do i: 1 0.1126 / scitranslmed.aag2202, 2016.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *