Ученые разработали метод, помогающий обнаружить рак по «отпечаткам пальцев»

0

Междисциплинарное сотрудничество, которое длилось 10 лет, использовало материаловедческий подход для «снятия отпечатков пальцев» с отложений кальциевых минералов, известных как микрокальцификации, которые выявляют патологические признаки прогрессирования рака молочной железы и, возможно, других заболеваний. Об этом пишет Medical Xpress.

Статья группы «Биоминералогические признаки микрокальцификации молочной железы», опубликована в журнале Science Advances.

Отложение полезных минералов — это тонко организованный процесс, который проявляется в формировании костей и зубов. Однако иногда минеральные отложения образуются в местах, которым они не принадлежат, таких как почки, то есть камни в почках, и ткани молочной железы. В контексте рака молочной железы микрокальцинации являются важным инструментом скрининга, поскольку на маммограммах они выглядят как яркие белые пятна и в некоторых случаях указывают на наличие рака молочной железы.

«Обычно после первичной маммографии микрокальцификации в значительной степени игнорируются, — сказала соавтор исследования Лара Эстрофф, профессор материаловедения и инженерии в Корнельском инженерном университете. — Взяв хорошо зарекомендовавшие себя методы определения характеристик с высоким разрешением из материаловедения и соединив их с пониманием биоминерализации и того, как организмы могут контролировать отложение минералов, мы получили уникальное представление о патологическом минерале, который может иметь важные последствия для заболевания».

Группа Эстроффа специализируется на биоминерализации, то есть на том, как биологические организмы контролируют рост кристаллов в своих тканях. Изучение метастатического распространения рака молочной железы в кости привело к исследованию «причудливого» явления, при котором минерал, похожий на кость, появлялся в местах первичной опухоли, и оттуда сотрудники заинтересовались тем, как эти микрокальцификации могут захватывать элементы тканевого микроокружения, где они образуются, почти как снимок. Микроокружение, также известное как органическая матрица, может, в свою очередь, влиять на состав, морфологию и механические свойства минерала.

«У минералов другие правила, чем у биологии, — сказал Кунитаке. — Минералы, образующиеся при раке молочной железы, могут улавливать химическую информацию, отражающую среду их образования, и это потенциально может иметь клиническую ценность и актуальность».

Фишбах связал Эстроффа и Кунитаке с исследователями из Мемориального онкологического центра Слоан Кеттеринг, которые предоставили образцы тканей, содержащие микрокальцинаты, от 40. Затем Кунитаке начал трудный, многолетний процесс, пытаясь точно понять, на что они смотрели.

Она обратилась к доктору Даниэлю Судиловскому, который тогда работал в медицинском центре Каюга, который помог охарактеризовать патологию каждого типа микрокальцификации, который они обнаружили. Вместо того, чтобы измельчать и гомогенизировать образцы тканей, как это делалось в других исследованиях, исследователи стремились получить трехмерные карты химического состава минерала и органической матрицы с высоким разрешением, чтобы они не изменяли структуру ткани. Поэтому они сотрудничали с Адмиром Масиком из Массачусетского технологического института, соавтором статьи, который использовал метод колебательной спектроскопии, называемый рамановской микроскопией, который может обнаруживать отчетливые колебательные сигнатуры органической и неорганической химии биологической молекулы, а также отображать, где эти сигнатуры встречаются.

Затем Кунитаке приступил к интеграции и анализу всех данных, используя методы, которые были вдохновлены исследованиями omics в области биохимии и генетики.

Среди ключевых результатов исследователей: микрокальцификации, связанные с раком, объединяются в физиологически значимые группы, которые отражают тип ткани и местную злокачественность; карбонат минералов демонстрирует значительное разнообразие внутри опухоли; микроэлементы, в том числе цинк, железо и алюминий, повышаются при злокачественных кальцификациях; и соотношение липидов и белков в уровень микрокальцификации ниже у пациентов с плохим прогнозом.

Исследователи надеются, что результаты могут также осветить кальцификацию при других типах рака, таких как рак щитовидной железы и яичников.

Теперь команда планирует изучить более широкий спектр характеристик заболевания, а также применить свой подход к другим патологическим заболеваниям с минерализацией, таким как кальцинозное заболевание аортального клапана, при котором минерал образуется в сердечном клапане.

Комментарии закрыты