クリスティーナ・ザバレタ、ロサンゼルスのUSC Viterbiの生物医学工学科の助教授である彼のチームは、タトゥーインクや食用染料などの一般的な染料を使用して、新しい画像造影剤を開発しました。 これらの色素がナノ粒子に付着すると、腫瘍を照らすことができるため、医療従事者は腫瘍細胞と通常は隣接する細胞をよりよく区別して癌を検出することができます。 研究はBiomaterials Scienceに掲載されました。
診断の重要性
La 診断 患者にとって癌からの最良の結果を得るには、早期が重要です。 人生のある時点でアメリカ人の38％以上に影響を与える病気。
ただし、検出は優れた造影剤なしでは困難です。 造影剤は、患者に注入されると、MRIやCTなどの画像を感度と特異性を高めて機能させ、医療専門家が癌を正確に検出および診断し、外科医が正確なマージンを特定できるようにします腫瘍の。
"例えば、問題が結腸癌である場合、これは内視鏡検査によって検出されます"、 彼は言った ザバレタ. 「しかし、内視鏡は文字通り棒の先にある懐中電灯なので、結腸の構造に関する情報のみを提供します。ポリープを見ることができ、生検を行う必要があることがわかります。。 医師が特定のポリープが癌性か良性かを確認するのに役立つ画像化ツールを提供できれば、介入の必要はしばしばないでしょう」と彼は言った。
システムの仕組み
照射されたナノ粒子は血管を移動して癌を検出します。 色素はナノ粒子に組み込まれており、癌細胞を特定する際に、より正確な画像コントラストを可能にします。 これを達成するために、チームは、私たちが日常的に遭遇する家庭用染料および顔料から、光学造影剤のユニークなソースを発見しました。 これらの「光学インク」は、標的ナノ粒子に適用して、がんの検出と位置特定を向上させることができます。
染料と顔料は一般的な着色剤に由来しています。
アイデア？ 彼女はピクサーから来ました
ザバレタにとって、インスピレーションは珍しい場所で生まれました。有名なアニメーションスタジオの本拠地であるカリフォルニア州エメリービルで、ピクサーアーティストによるアニメーションクラスが行われました。 アートとアニメーションを愛するザバレタ氏は、アーティストがクラスに持ち込んだインクと色に興味をそそられたと語った。 「ガッシュの水彩絵の具のようなこれらの超高顔料塗料が、今まで見たことのない方法で見事に優れていることを考えていました。興味深い光学特性があるのではないかと思っていました」とZavaletaは言いました。
アイデアは彼女を近くのサンフランシスコのタトゥーアーティストに連れて行きました、 アダム・スカイ、鮮やかな染料を扱う職人。
私は96ウェルプレートを持ってきて、彼がタトゥーインクを各ウェルにスプレーしたことを覚えています。 次に、インクをラマンスキャナー（腫瘍を標的としたナノ粒子を高感度で検出するために使用）に持ち込み、ナノ粒子のエンコードに使用できるこれらの本当に驚くべきスペクトルフィンガープリントを発見しました。 よかった。
クリスティーナ・ザバレタ、USCビタビ-ロサンゼルス
がんの検出で直面する課題
ナノ粒子イメージングの安全上の課題のXNUMXつは、多くの場合、肝臓や脾臓などの臓器に長時間滞留する可能性があることです。 これらの安全性の懸念により、生分解性ナノ材料を検討することが重要です。 現在、臨床使用が承認されている光学造影剤の量は限られています。
そのことを念頭に置いて、Zavaletaのチームは、SkittlesやM＆Mのようなカラフルなキャンディーに見られる染料など、ナノ粒子に使用できる一般的な食品染料を検討しました。 人間が日常的に消費するこれらの鮮やかな色の食品は、FDAによって人間が消費しても安全であると見なされています。
「FDAが承認した医薬品、化粧品、食品用の染料のいくつかを見て、それらの染料にどのような光学的特性があるかを見てみましょう」とZavaleta氏は述べています。 「そしてこれは、これらのFDA承認済み色素の多くに、イメージングに活用できる興味深い光学特性があることがわかった場所です。」
チームは、これらの高度に色素沈着した造影剤を「ペイロード」として運んで癌を検出するナノ粒子を開発しました。 ザバレタ氏によると、粒子には特定のサイズがあるという。 これはそれらのいくつかが受動的に腫瘍領域を貫通することを可能にします。 他のものは、適切に選択されたため、それらのサイズのために抑制されます。
ナノ粒子は、以前の造影剤よりも高い色素ペイロードで「装飾」することもできます。 これは、がんの検出においてより明るくより効果的な信号につながります。 「染料の束をナノ粒子にカプセル化すると、より明るくなるため、よりよく見ることができます」とZavaleta氏は述べています。
