По данным ВОЗ, колоректальный рак (КРР) занимает третье место среди наиболее распространенных типов рака и стоит на втором месте среди причин смерти от рака. Диагностика этого заболевания затруднена, поэтому злокачественный процесс часто выявляется на третьей и четвёртой стадиях. Учёные Томского государственного университета совместно с коллегами из НИИ онкологии ТНИМЦ разработали новый подход к диагностике с использованием методов биофотоники. Он позволит выявлять КРР на ранней стадии и ускорит сам процесс постановки диагноза. Результаты исследований, проведенных в рамках мегагранта, опубликованы в статье «A criterion of colorectal cancer diagnosis using exosomes fluo3 rescence-lifetime imaging» в журнале Diagnostics (Q2).
– Коварство колоректального рака заключается в том, что в течение длительного времени он протекает бессимптомно, поэтому нередко заболевание обнаруживается на тех стадиях, когда шансы на излечение очень невелики, – говорит заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ Юрий Кистенёв. – Вместе с тем известно, что ранняя диагностика может спасти до 90 процентов пациентов с КРР. Для этого необходимы новые диагностические подходы, в частности, поиск маркеров, которые бы достоверно свидетельствовали о наличии злокачественного процесса.
В ходе исследований, проведённых учёными при поддержке мегагранта, было установлено, что таким маркером могут выступать экзосомы – микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром 30-100 нанометров, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов. С помощью экзосом клетки обмениваются информацией.
– Экзосомы присутствуют в разных системах организма, но проще всего их выделить из слюны и крови, – объясняет Юрий Кистенёв. – Экзосомы, которые продуцируют раковые клетки, несут в себе специфическую информацию, и важно суметь её прочитать.
В качестве инструмента для анализа нанообъектов, выступающих «биометками» злокачественных опухолей, учёные используют метод двухфотонной микроскопии. В ходе исследований, проведённых совместно с НИИ онкологии ТНИМЦ, был проведён сравнительный анализ экзосом, выделенных из крови пациентов с полипами кишечника (доброкачественными образованиями) и КРР. Исследователям удалось выявить диагностически важные критерии, позволяющие определить экзосомы, ассоциированные с колоректальным раком.
Как отмечают учёные, для постановки окончательного диагноза необходимо проведение гистологического исследования. Вместе с тем, исследование крови с помощью нового подхода способно значительно расширить скрининг среди населения и повысить шансы пациентов на раннее обнаружение онкопатологии.
Задачей проекта, реализуемого при поддержке мегагранта Правительства РФ, является создание инновационных подходов, которые позволят уменьшить время, необходимое для диагностики заболеваний в сотни раз – с нескольких дней до нескольких минут. В состав научной группы, которая занимается разработкой новых инструментов и технологий диагностики с использованием современных методов оптической спектроскопии и машинного обучения, вошли сотрудники Томского, Саратовского, Московского государственных университетов, руководитель проекта – Игорь Леднёв (Университет Олбани, США).