Новая метка может отличить нормальную ткань от предраковых и раковых поражений, Лю сказал, что микроскопия сверхвысокого разрешения вряд ли заменит традиционные микроскопы для таких рутинных клинических диагнозов.
Исследователи разработали новую флуоресцентную метку, которая дает более четкое представление о том, как нарушается архитектура ДНК в раковых клетках. Полученные данные могут улучшить диагностику рака у пациентов и классификацию риска развития рака в будущем.Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что ДНК-связывающий краситель хорошо показал себя в обработанных клинических образцах тканей и позволил получить высококачественные изображения с помощью флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения, пишет medicalxpress.com.«Моя лаборатория занимается разработкой методов микроскопии для визуализации невидимого», — сказал старший автор Ян Лю, доктор философии, адъюнкт-профессор медицины и биоинженерии Питтсбургского университета. «Мы являемся одной из первых групп, изучающих возможности микроскопии сверхвысокого разрешения в клинической сфере. Ранее мы улучшили ее производительность и надежность для анализа клинических рака. Теперь у нас есть простой в использовании краситель ДНК, который решает еще одна большая проблема — внедрение этой технологии в пациентами».Внутри клеточного ядра нити ДНК намотаны на белки, как бусины на нитке. Патологи обычно используют традиционные световые микроскопы для визуализации разрушения этого ДНК-белкового комплекса, или хроматина, в качестве маркера рака или предраковых поражений.«Хотя мы знаем, что хроматин изменяется на молекулярном уровне во время развития рака, мы не смогли четко увидеть, что это за изменения. Это беспокоит меня уже более 10 лет», — сказал Лю, который также является членом Онкологический центр UPMC Hillman. «Чтобы улучшить диагностику рака, нам нужны инструменты для визуализации ядерной структуры с гораздо большим разрешением».В 2014 году изобретение флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения, получившее Нобелевскую премию, стало важным шагом на пути к воплощению идеи Лю. Интересующая молекула помечается специальным флуоресцентным красителем, который вспыхивает и гаснет, как мигающая звезда. В отличие от традиционной флуоресцентной микроскопии, в которой используются постоянно светящиеся метки, этот подход предполагает включение в каждый момент только подмножества меток. Когда несколько изображений накладываются друг на друга, можно реконструировать полную картину — с гораздо более высоким разрешением, чем это было возможно ранее.До сих пор проблема заключалась в том, что флуоресцентные красители плохо работали с ДНК или обработанными клиническими образцами рака. Итак, Лю и ее команда сформулировали новую метку под названием Hoechst-Cy5, объединив ДНК-связывающую молекулу Cy5 и флуоресцентный краситель Hoechst с идеальными свойствами мигания для микроскопии сверхвысокого разрешения.Показав, что новая метка дает изображения с более высоким разрешением, чем другие красители, исследователи сравнили колоректальную ткань с нормальными, предраковыми и раковыми поражениями. В нормальных клетках хроматин плотно упакован, особенно по краям ядра. Конденсированная ДНК ярко светится, потому что более высокая плотность меток дает более сильный сигнал, а слабо упакованный хроматин дает более тусклый сигнал.Изображения показывают, что по мере прогрессирования рака хроматин становится менее плотно упакованным, а компактная структура на границе ядра сильно нарушается. Хотя эти результаты показывают, что новая метка может отличить нормальную ткань от предраковых и раковых поражений, Лю сказал, что микроскопия сверхвысокого разрешения вряд ли заменит традиционные микроскопы для таких рутинных клинических диагнозов. Вместо этого эта технология может проявить себя в стратификации рисков.«Поражения на ранней стадии могут иметь очень разные клинические исходы», — сказал Лю. «У некоторых людей рак развивается очень быстро, а другие остаются на стадии предшественника в течение длительного времени. Стратификация риска рака является серьезной проблемой в профилактике рака».Чтобы увидеть, может ли структура хроматина содержать подсказки о будущем риске рака, Лю и ее команда исследовали пациентов с синдромом Линча, наследственным заболеванием, которое увеличивает риск нескольких типов рака, включая рак толстой кишки. Они изучили незлокачественную колоректальную ткань здоровых людей без синдрома Линча и пациентов Линча с раком в анамнезе или без него.Различия были разительными. У пациентов Линча, у которых ранее был рак толстой кишки, хроматин был гораздо менее конденсирован, чем в здоровых образцах, что позволяет предположить, что нарушение хроматина может быть ранним признаком развития рака — даже в ткани, которая выглядит совершенно нормальной для патологоанатомов.У пациентов Линча, у которых в анамнезе не было рака, у некоторых разовьется рак, а у других нет.«Мы видим гораздо больший разброс в этой группе, что очень интересно», — сказал Лю. «Некоторые пациенты напоминают здоровую контрольную группу, а некоторые ближе к пациентам Линча, у которых ранее был рак. Мы думаем, что пациенты с более открытым хроматином — это те, у кого больше шансов заболеть раком. Нам нужно наблюдать за этими пациентами с течением времени, чтобы оценить результаты, но мы очень рады, что нарушение хроматина в нормальных клетках потенциально может предсказать риск развития рака».В будущей работе Лю и ее команда заинтересованы в изучении структуры хроматина в ткани эндометрия у пациенток Линча, у которых также повышен риск рака эндометрия. Исследователи также недавно получили финансирование для изучения образцов мокроты курильщиков для раннего выявления рака легких.Другими авторами, которые внесли свой вклад в это исследование, были Цзяньцюань Сюй, доктор философии, Сюэцзяо Сунь, MS, Хунцян Ма, доктор философии, Ронда М. Бранд, доктор философии, Дуглас Хартман, доктор медицины, и Рэндалл Э. Бранд, MD, весь Питт; и Минфэн Бай, доктор философии, и Кванго Ким, доктор философии, оба из Университета Вандербильта.
Добавьте новости «Весь Искитим» в избранное ⭐ – и Google будет показывать их выше остальных.