암을 찾기 위해 문신 잉크 사용
데이트:2020 년 9 월 2 일
출처:서던 캘리포니아 대학교
요약:문신 예술가의 바늘에 담긴 겸손한 잉크는 암 발견을 향상시키는 열쇠가 될 수 있습니다. 연구원들은 최근 문신 잉크 및 식용 염료와 같은 일반적인 염료를 사용하여 새로운 이미징 조영제를 개발했습니다. 이러한 염료가 나노 입자에 부착되면 암을 밝힐 수있어 의료 전문가가 암세포와 정상 인접 세포를 더 잘 구별 할 수 있습니다.
USC Viterbi Biomedical Engineering의 새로운 연구 덕분에 타투 아티스트의 바늘에 담긴 겸손한 잉크는 암 발견을 개선하는 열쇠가 될 수 있습니다.
USC Michelson Center for Convergent Bioscience 연구소의 WiSE Gabilan 조교수 인 Cristina Zavaleta와 그녀의 팀은 최근 문신 잉크 및 식용 염료와 같은 일반적인 염료를 사용하여 새로운 이미징 조영제를 개발했습니다. 이러한 염료가 나노 입자에 부착되면 암을 밝힐 수있어 의료 전문가가 암세포와 정상 인접 세포를 더 잘 구별 할 수 있습니다. 이 작품은 Biomaterials Science 에 게재되었습니다 .
환자가 암에서 최상의 결과를 얻으려면 조기 발견이 중요합니다. 미국인의 38 % 이상이 일생 중 어느 시점에 발병 할 수있는 질병입니다.
그러나 좋은 이미징 에이전트 없이는 감지가 어렵습니다. 조영제를 환자에게 주입하면 MRI 및 CT와 같은 영상이 더 나은 민감도와 특이 도로 기능 할 수있어 의료 전문가가 정확하게 진단 할 수 있고 외과의가 종양의 정확한 경계를 식별 할 수 있습니다.
예를 들어, 만약 문제가 결장암이라면 이것은 내시경 검사를 통해 발견된다고 Zavaleta는 말했다. "하지만 내시경은 말 그대로 막대기 끝에있는 손전등 일 뿐이므로 결장의 구조에 대한 정보 만 제공합니다. 폴립을 볼 수 있고 생검을 받아야한다는 것을 알 수 있습니다."
"하지만 특정 폴립이 암인지 양성인지 의사가 확인하는 데 도움이되는 영상 도구를 제공 할 수 있다면, 아마도 그 용종을 복용 할 필요조차 없을 것"이라고 그녀는 말했습니다.
조명 된 나노 입자는 혈관을 통해 이동하여 암을 찾습니다. 암세포를 식별 할 때보다 민감한 이미징 대비를 허용하기 위해 착색 염료를 나노 입자에 통합했습니다.
이를 달성하기 위해 팀은 우리가 일상적으로 접하는 가정용 착색 염료 및 안료에서 독특한 광학 대조 물질 공급원을 발견했습니다. 이러한 "광학 잉크"는 암을 표적으로하는 나노 입자에 부착되어 암 검출 및 국소화를 개선 할 수 있습니다.
염료와 안료는 이미 미국 식품의 약국 (FDA) 승인을받은 일반 착색제에서 발견되었으며, 팀은이를 통해 이미징 실습에서보다 쉽고 안전하게 구현할 수 있기를 바랍니다.
Zavaleta에게 영감은 유명한 스튜디오의 고향 인 캘리포니아 에머리 빌에서 Pixar 아티스트와 함께하는 애니메이션 수업입니다. 취미로 예술과 애니메이션을 즐기는 Zavaleta는 예술가들이 수업에 가져온 잉크와 페인트에 흥미를 느꼈다고 말했습니다.
"구 아슈 수채화와 같은 이러한 매우 높은 안료 페인트가 이전에 보지 못했던 방식으로 얼마나 밝았는지 생각하고 있었으며 흥미로운 광학 특성이 있는지 궁금했습니다."라고 Zavaleta는 말했습니다.
이 아이디어는 그녀를 샌프란시스코 근처의 타투 아티스트 인 Adam Sky로 이끌었고, 밝은 염료를 사용하는 또 다른 장인이었습니다.
"내가 96 웰 플레이트를 가져 왔고 그는 각 우물에 문신 잉크를 뿌렸던 것을 기억합니다."라고 Zavaleta는 말했습니다. 그런 다음 잉크를 Raman 스캐너 (종양 표적화 나노 입자를 민감하게 감지하는 데 사용됨)로 가져 갔고 나노 입자를 바코드 화하는 데 사용할 수있는 놀라운 스펙트럼 지문을 발견했습니다. 정말 멋졌습니다. "
나노 입자를 사용한 영상화의 안전 문제 중 하나는 이러한 나노 입자가 나노 입자를 분해하려는 역할을하는 간 및 비장과 같은 장기에 장기간 머무를 수 있다는 것입니다. 이러한 안전 문제 때문에 생분해 성 나노 물질을 고려하는 것이 중요합니다. 현재 임상용으로 승인 된 광학 조영제의 양이 제한되어 있습니다.
이를 염두에두고 Zavaleta의 팀은 Skittles 및 M & Ms와 같은 다채로운 캔디에서 발견되는 염료와 같이 나노 입자를 장식하는 데 사용할 수있는 일반적인 식용 염료를 고려했습니다. 인간이 일상적으로 소비하는 밝은 색의 식품은 FDA에 의해 인간이 섭취하기에 안전한 것으로 간주되었습니다.
"우리는 FDA에서 승인 한 약물, 화장품 및 식품 염료 중 일부를 살펴보고 이러한 염료 중 광학적 특성이 무엇인지 살펴 보자"고 Zavaleta는 말했습니다. 그래서 FDA가 승인 한 많은 염료가 이미징에 활용할 수있는 흥미로운 광학적 특성을 가지고 있다는 사실을 알게되었습니다. "
연구팀은 이러한 고도로 착색 된 이미징 에이전트를 "페이로드"로 운반 할 나노 입자를 개발했습니다. Zavaleta는 입자가 종양 영역에 수동적으로 침투 할 수있는 특정 크기를 가지고 있지만 크기 때문에 유지 될 수도 있다고 말했습니다.
오늘날 클리닉에서 사용되는 대부분의 영상 조영제는 저분자 염료입니다.
자 발레타는 "작은 분자를 사용하면 초기에 종양 부위에 축적되는 것을 볼 수 있지만, 결국 종양 부위를 떠나 배설되기 전에 빨리 처리해야합니다."라고 말했습니다. "우리의 나노 입자는 스며들 수있을만큼 충분히 작지만 동시에 종양에 머무를 수있을만큼 충분히 큽니다. 이것이 우리가 향상된 투과성 및 유지 효과라고 부르는 것입니다."
나노 입자는 또한 이전의 소분자 이미징 에이전트보다 더 큰 염료 페이로드로 "장식"될 수 있는데, 이는 연구팀이 형광 이미징 하에서 더 밝은 신호와 종양에서 나노 입자의 상당한 국소화로 이어진다는 것을 보여 주었다.
자 발레타는 "나노 입자에 염료를 캡슐화하면 더 밝아지기 때문에 더 잘 볼 수있을 것"이라고 말했다. "단지 하나의 염료가 아닌 염료 패킷을 사용하는 것과 같습니다."