Ученые создали новый класс контрастных веществ для МРТ на основе белков, которые позволяют выявлять инвазивный рак легких и метастазы на более ранних стадиях, чем стандартные методы визуализации. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Разработанный метод точной МРТ-диагностики способен обнаруживать опухоли и метастазы размером всего до одного миллиметра.
«Рак легких часто диагностируют только после того, как он распространился, когда вариантов лечения становится меньше», — говорит Дженни Дж. Ян, почетный профессор биохимии и биофизической химии Университета штата Джорджия. По ее словам, технология позволяет находить крошечные опухоли и скрытые метастазы, не подвергая пациентов радиации. Она также помогает определить, насколько агрессивным может быть рак и какова вероятность его распространения, что потенциально снижает потребность в инвазивных биопсиях.
Исследование, частично финансируемое Национальными институтами здравоохранения США, описывает белковое контрастное вещество для МРТ hProCA32.Collagen, которое нацелено на коллаген I типа — структурный белок, обнаруживаемый в повышенных количествах в агрессивных опухолях легких и метастатических очагах. В доклинических исследованиях эта технология позволила обнаружить и количественно оценить небольшие опухоли легких и метастазы в легких, надпочечниках и почках, а также картировать биологические признаки, связанные с инвазией и прогрессированием опухоли.
Подобно ранее разработанному командой Ян агенту для визуализации, нацеленному на биомаркер рака CXCR4, средство hProCA32.collagen воздействует на аномальное развитие коллагена в микроокружении опухоли. Такой подход к таргетингу биомаркеров представляет новое поколение технологий молекулярной визуализации, предназначенных для улучшения обнаружения раковых клеток на ранних стадиях развития. Исследователи обнаружили, что метод особенно эффективен при агрессивных аденокарциномах легких, связанных с определенными мутациями, которые часто устойчивы к современной терапии и склонны к распространению на несколько органов.
Полученные результаты стали итогом сотрудничества исследователей из Университета штата Джорджия, Университета Эмори, Университета Алабамы в Бирмингеме и других партнерских учреждений. Команда Ян в Университете штата Джорджия, включая соавторов Донджун «Даррена» Ли и Олувабуколу «Софию» Бамишайе, руководила разработкой контрастного агента, нацеленного на коллаген, и методологии точной МРТ, а визуализационные исследования проводились в Центре передовой трансляционной визуализации (ATIF) университета. Исследователи из Университета Эмори, включая соавтора Вэй Чжоу из Онкологического института Уиншип, предоставили модели рака и экспертизу в области биологии рака и трансляционных исследований, а коллеги из UAB обеспечили expertise в области физики визуализации и дополнительный анализ изображений. Исследование возглавили Ян и Чжоу.
«Это меняет правила игры в диагностике рака и персонализированной медицине, — говорит Ян. — Впервые мы показали, что точная МРТ может обнаруживать крошечные опухоли и метастазы по всему телу без использования вредной радиации, а также давать важные подсказки о том, насколько агрессивным может быть рак». Помимо диагностики, результаты могут иметь важное значение для персонализированного лечения рака: технология позволяет врачам визуализировать ремоделирование коллагена в первичных и метастатических опухолях, что в перспективе поможет выявлять пациентов из группы высокого риска, выбирать терапию и отслеживать ответ на лечение с течением времени. Продвижением технологии к клиническому применению занимается биотехнологическая компания InLighta Biosciences, основанная Ян, которая лицензировала соответствующую интеллектуальную собственность у Университета штата Джорджия. При частичной поддержке NIH и программ SBIR и STTR компания работает над выводом белковых диагностических и терапевтических агентов нового поколения в клиническую разработку. Исследователи также готовят заявку на исследовательский новый препарат (IND) в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для начала клинических испытаний технологии.