Betekintés a tumormetabolizmusba egy új bioszenzorral
A Nature Communications tanulmánya szerint egy új képalkotó technika segítségével mérhető az extracelluláris pH, így vizsgálható a tumorok metabolizmusa és a terápia sikeressége. A sav–bázis-egyensúly felborulásának mértékét a szervezetben kis mennyiségben természetes körülmények között is előforduló zimonátsav MRI segítségével történő mérése számszerűsíti.
A tumorok, a gyulladás és a keringési betegségek lokálisan felborítják a szervezet sav–bázis-egyensúlyát. A pH-változás kimutatása arra is jó lehet, hogy igazoljuk a rákellenes terápia hatékonyságát, írják közleményükben a Müncheni Technikai Egyetem munkatársai. Stephan Düwel fizikus és munkatársai Nature Communications-ben megjelent tanulmányukban – Imaging of pH in vivo using hyperpolarized 13C-labeled zymonic acid – kifejtik: eddig nem volt olyan képalkotó módszer, amivel a sav–bázis-változások élő személyben kimutathatók lettek volna, most azonban megszületett a pH-szenzor, ami non-invazív, radiáció-mentes képalkotást biztosít.
A kutatócsapat vezetője, Franz Schilling tumorsejtekkel végzett mágneses rezonanciavizsgálatok során négy éve fedezte fel, hogy egy molekula, amit a későbbi vizsgálatban zimonátsavként azonosított, különösen érzékeny a pH változásai iránt, így fontos szerepet játszhat az orvosi képalkotásban, különösen a tumorok metabolikus folyamatainak vizualizálásában, mivel a tumorokat és a gyulladást körülvevő szövet általában enyhén savasabb, mint az egészséges szövetek. A pH-szenzor a tumorellenes kezelés hatékonyságának megítélésére is alkalmas lehet, teszi hozzá a fizikus: a tumor metabolizmusa, így a körülvevő szövet pH-ja még azelőtt megváltozhat, hogy a hatékony kezelés következtében a tumor mérete kimutathatóan csökkenni kezdene, így korán megítélhető, hogy jó irányban indult-e a terápia.
A nem toxikus zimonátsav kis koncentrációban a metabolitként szereplő piruvátsav lebontásának melléktermékeként is megtalálható a szervezetben, a képalkotás céljából beinjektált molekulát az MRI számára 13-as szénizotóp-jelzéssel és a szénizotóp elektronjainak hiperpolarizálásával teszik láthatóvá. A módszer egyelőre csak az injektálás utáni 60 másodperc során működik, azután a hiperpolarizáció kialszik, ezért a kutatók jelenleg az időbeli ablak tágításán dolgoznak, illetve egyéb pH-szenzitív molekulákat keresnek. Mindazonáltal a módszer, fejtik ki a kutatók, már ma is elég szenzitív ahhoz, hogy képes legyen orvosilag releváns mértékű pH-változás kimutatására az élő szervezetben, a sejtmembrán külső oldalán, ami azért is lényeges, mert egyéb módszerekkel nem tudjuk megmondani, hogy a mért változás intracellulárisan vagy extracellulárisan következett-e be, márpedig az intracelluláris értékek általában stabilak, míg a metabolizmus változásai sokkal nagyobb hatással vannak az extracelluláris értékekre.
