암 바이오마커를 밝히는 나노입자가 수술 안내에 도움이 될 수 있음

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일리노이 대학 어바나-샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign) 연구진은 여러 바이오마커를 한 번에 조명할 수 있는 새로운 이미징 에이전트 덕분에 암 외과 의사들이 곧 수술 중 종양에 대해 더 완전한 시각을 갖게 될 것이라고 보고했습니다. 적혈구 막으로 싸인 형광 나노입자는 현재 임상적으로 승인된 염료보다 더 효과적으로 종양을 표적으로 삼고 단 하나의 수술용 광선에 반응하여 두 가지 별개의 신호를 방출할 수 있습니다. 이는 의사가 종양 경계를 구별하고 전이성 암을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. .

이미징 에이전트는 이전에 수술 중 실시간 진단을 위해 연구원들이 개발한 생체 영감 카메라와 결합될 수 있다고 일리노이주 전기 및 컴퓨터 공학과 교수이자 연구 그룹 리더인 Viktor Gruev가 말했습니다. ACS Nano 저널에 게재된 새로운 연구에서 연구진은 종양 팬텀(종양과 그 주변 환경의 특징을 모방하는 3D 모델)과 살아있는 쥐에서 새로운 이중 신호 나노입자를 시연했습니다.

"모든 암을 찾으려면 하나의 바이오마커를 이미징하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 일부 종양을 놓칠 수 있습니다. 두 번째 또는 세 번째 바이오마커를 도입하면 모든 암세포를 제거할 가능성이 높아지고, 더 나은 결과를 얻을 가능성이 높아집니다. 환자가 늘어요." Carle Illinois College of Medicine의 교수이기도 한 Gruev는 말했습니다. “다중표적약물과 영상제가 최근 대세인데, 우리 연구팀은 여러 신호를 한번에 영상화할 수 있는 카메라 기술을 보유하고 있어 이러한 트렌드를 열심히 이끌고 있다.”

전통적으로 외과 의사는 종양을 제거하고 평가를 위해 병리학자에게 보냅니다. 이 과정은 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있다고 논문의 첫 번째 저자이자 일리노이주의 박사후 연구원인 Indrajit Srivastava가 말했습니다. 연구가 실시간 진단으로 이동함에 따라 여러 가지 문제로 인해 광범위한 적용이 불가능해졌습니다. 많은 종양 표적 영상 제제는 종양 표적에 최소한으로만 도달하고 대신 혈류에서 빠르게 제거되어 간에 축적된다고 Srivastava는 말했습니다.

"우리 이전의 몇몇 사람들은 적혈구로 코팅된 나노입자를 사용하여 며칠 동안 더 오래 순환한다는 것을 발견했습니다. 우리는 쥐에서도 같은 것을 보았습니다. 막으로 코팅된 나노입자는 간에서 흡수가 감소하면서 혈액에서 더 오래 순환했습니다. 더 오랫동안 순환했기 때문에 더 많은 영상 물질이 종양에 축적되어 우리에게 더 강한 형광 신호를 제공했습니다."라고 Srivastava는 말했습니다.

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"이것은 정확하게 절단할 위치를 결정하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 수술 적용에 매력적입니다. 여러 신호가 있으면 종양에 대한 전체적인 그림을 얻을 수 있습니다. 그리고 외과 의사에게 '이것은 전이성일 수 있습니다. 제거에 더 공격적입니다.'" Srivastava가 말했습니다.

여러 신호를 유도하기 위해 하나의 파장의 레이저 광만 필요하면 수술 응용 분야에 대한 또 다른 이점이 있는데, 이는 필요한 각 파장에 대해 여러 레이저가 필요한 장비보다 장비를 훨씬 더 소형화하기 때문이라고 Gruev는 말했습니다.

연구진은 다중 마커를 표적으로 삼는 종양 영상화제를 더 많이 개발하고, 개발한 수술용 고글과 함께 이중 신호 염료를 사용하여 추가 전임상 및 임상 연구를 진행할 계획입니다.

Gruev는 "수술 중 모든 암세포를 제거하기 위한 전투에서 영상 카메라 기술과 종양 표적화제 모두에 대한 투자가 필요합니다"라고 말했습니다. "이 작업은 우리가 임상 시험에 점점 더 가까워짐에 따라 우리가 취하고 있는 전체적인 접근 방식을 더 잘 인식하고 안내하는 데 도움이 됩니다."

참고 자료: Srivastava I, Lew B, Wang Y, 외. 쥐과 팬텀 모델의 단일 파장 여기에서 종양 묘사 및 암 바이오마커의 정성적 평가를 위한 세포막 코팅 나노입자. ACS나노. 2023;17(9):8465-8482. 도이: 10.1021/acsnano.3c00578