Technique d’imagerie Identifie Métastase Au début de ganglions lymphatiques

Technique d'imagerie Identifie Métastase Au début de ganglions lymphatiques

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technique guidée par échographie haute sensibilité pourrait éliminer le besoin pour les biopsies des ganglions lymphatiques

NIBIB financés par les chercheurs ont développé une technique d’imagerie très sensible et précis pour le dépistage non-invasif des ganglions lymphatiques pour le cancer métastatique. La pratique actuelle appelle à des biopsies chirurgicales invasives pour déterminer si les cellules cancéreuses métastatiques mortelles ont envahi les ganglions lymphatiques. La nouvelle technique d’imagerie – jusqu’à présent testé chez la souris – offre un outil rapide et efficace pour identifier de manière non invasive très petit nombre de ces cellules, appelées micrométastases, détectant ainsi la propagation du cancer à ses débuts, ce qui est essentiel pour le traitement en temps opportun.

En haut à gauche: Un signal de sPA ne peut pas être obtenue si les nanoparticules d’or ont pas d’anticorps de ciblage – et donc ne peut pas être capturé par les cellules métastatiques (en bas de bande dessinée gauche).

En haut à droite: Un signal de sPA forte est obtenue à partir des nanoparticules d’or avec un anticorps de ciblage qui sont capturés par les cellules métastatiques (en bas de bande dessinée à droite). 2


Le travail, développé à l’Université du Texas à Austin et l’Université du Texas MD Anderson Cancer Center, est rapporté dans le numéro d’Octobre de recherche sur le cancer. 1 La technique utilise une approche d’imagerie connue sous le nom photoacoustique échoguidées combiné avec nanocapteurs conçus pour cibler et identifier les cellules métastatiques dans les ganglions lymphatiques.

Plus de 90% des décès par cancer peuvent être attribués à des métastases, soit directement, soit indirectement. Dans la pratique clinique actuelle, un appelé ganglion sentinelle procédure chirurgicale invasive (GS) est utilisé pour identifier la propagation régionale de la tumeur. Cette procédure entraîne des effets indésirables, y compris l’enflure, la douleur, l’engourdissement et le risque d’infection chez des centaines de milliers de patients atteints de cancer par an.

Dans un effort pour améliorer la précision et la sécurité des biopsies de ganglions lymphatiques, un certain nombre de modalités d’imagerie non invasives ont été testées chez des animaux et des patients. Les techniques d’imagerie, y compris la tomographie par émission de positons (TEP) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont montré un certain potentiel, mais actuellement manquent de spécificité et de sensibilité pour remplacer invasive biopsie du ganglion lymphatique. Connaître les lacunes des précédentes tentatives d’utiliser des techniques d’imagerie non invasives, le groupe de recherche UT développé une technologie qui est non invasive et peut avoir une meilleure sensibilité, la précision et la spécificité que la biopsie chirurgicale.

L’amélioration de la sensibilité et la précision provient de la sonde d’imagerie intelligente qui interagit avec les cellules métastatiques. Le groupe a construit un nanocapteur moléculairement activé plasmonique (MAPS) pour cette tâche. Les composants de cartes incluent une nanoparticule d’or, qui est la partie de la nanocapteur qui est vu par le système d’imagerie. Le nanocapteur MAPS contient également un anticorps dirigé contre le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR). Cet anticorps a été choisi en raison de l’EGFR a été montré anormalement fortement exprimé à la surface de nombreuses cellules cancéreuses, y compris les poumons, de la cavité buccale et du col utérin. Avec ces deux composants MAPS peut trouver la cellule métastatique, en utilisant l’anticorps qui se lie au récepteur EGFR et peuvent être visualisées en utilisant des systèmes d’imagerie photo-acoustiques qui détectent la nanoparticule d’or, mais seulement lorsque MAPS interagir avec une cellule cancéreuse.

Pour détecter les nanoparticules d’or liées à des cellules métastatiques dans les ganglions lymphatiques, les chercheurs ont développé une échographie guidée spectroscopique photoacoustique (ZPS) système d’imagerie. La technologie offre la haute contraste et la sensibilité de l’imagerie optique avec la capacité de l’échographie pour fournir une résolution claire, même dans les tissus profonds à l’intérieur du corps.

Les chercheurs ont testé le système dans un modèle murin de cancer buccal. Les souris ont été injectées avec les MAPS anti-EGFR et ont ensuite été imagées par sPA. Les résultats indiquent que les cartes reliées spécifiquement aux cellules métastatiques dans les ganglions lymphatiques à proximité de la tumeur de la cavité buccale et étaient clairement visibles par le système d’imagerie spa. La capacité des cartes à lier seulement aux cellules métastatiques dans les ganglions lymphatiques, et la capacité du système d’imagerie sPA pour détecter clairement les cellules cancéreuses marquées avec des cartes ont été impressionnantes et extrêmement encourageants, selon les chercheurs.

sPA Image de Adénopathies (de forme ovale en pointillés) chez la souris 2

Top: Signal Yellow sPA est vu dans le ganglion lymphatique d’une souris avec des tumeurs primaires après l’injection de nanoparticules ciblant l’EGFR

Moyen: Aucun signal de sPA est vu dans le ganglion lymphatique d’une souris avec des tumeurs primaires après l’injection de nanoparticules de contrôle sans anticorps ciblant l’EGFR.

Bottom: Aucun signal de sPA est vu dans une souris après l’injection sans tumeur avec des nanoparticules ciblant l’EGFR

Dans l’ensemble, les souris porteuses de tumeur injectées avec les MAPS anti-EGFR a montré une sensibilité de 100% et une spécificité de 87% pour la détection de micrométastases des ganglions lymphatiques aussi petites que 50 micromètres, ce qui correspond à environ 30 cellules métastatiques. La détection d’un tel petit nombre de cellules dans les ganglions lymphatiques propose un système qui a la capacité d’identifier les métastases très tôt dans le processus, ce qui permettrait un traitement précoce.

« Cette combinaison améliore considérablement la sensibilité et la spécificité de la détection de cellules cancéreuses dans les ganglions lymphatiques par rapport à toute autre modalité d’imagerie en usage aujourd’hui», dit Konstantin Sokolov, Ph.D. de l’Université du Texas MD Anderson Cancer Center et l’un des auteurs principaux. «Notre méthode a un grand potentiel pour fournir une amélioration spectaculaire dans le stade clinique, le pronostic et la planification thérapeutique pour les patients atteints de cancer avec une maladie métastatique, sans la nécessité d’une biopsie chirurgicale invasive», ajoute Stanislav Emelianov, un autre auteur principal.

Bien que ces premières études chez les souris, les chercheurs sont enthousiastes à l’idée de traduire la technologie pour une utilisation chez l’homme ainsi que l’expansion de l’utilisation du système. En plus de la possibilité d’identifier les métastases cancéreuses, la capacité du système à l’image de façon non invasive très petits amas de cellules avec une haute sensibilité et une spécificité ouvre la possibilité d’utiliser le système pour identifier des cellules anormales au début du processus dans une gamme de cancers ainsi que d’autres conditions, telles que les maladies cardiovasculaires.

Les auteurs prévoient que ce système peut être traduit en utilisation dans la clinique après quelques modifications dans le système pour le rendre fonctionnel et sûr chez les humains. Les changements nécessaires comprennent l’identification des fréquences ultrasoniques qui peuvent pénétrer à des profondeurs qui seraient nécessaires chez les humains. En outre, la toxicité potentielle de nanoparticules d’or devra être adressée, principalement en testant les petites nanoparticules qui sont efficacement compensés par le système, mais encore suffisamment grand pour fournir un signal d’imagerie adéquat.

L’étude a été financée par les Instituts nationaux de la santé par le biais de l’Institut national d’imagerie biomédicale et Bioengineering (NIBIB) numéro de subvention R01EB008101 et l’Institut national du cancer.

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