Сотрудники Физического института им. П.Н Лебедева РАН и Московского государственного медико-стоматологического университета им. А. И. Евдокимова предложили выявлять рак кожи с помощью оптического метода, позволяющего неинвазивно анализировать биомаркёры заболевания в клетках. Используя в качестве таких биомаркёров молекулы жиров в составе клеточных мембран, авторам удалось с точностью более 95% отличить здоровую кожу от ткани с новообразованиями. Предложенный подход поможет улучшить диагностику рака кожи на ранних стадиях. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Molecular Sciences.
Рак кожи — один из наиболее распространенных типов злокачественных опухолей. Ранняя диагностика этого заболевания чрезвычайно актуальна, поскольку увеличивает вероятность благоприятного исхода лечения, снижает его стоимость и позволяет пациенту восстановиться в более короткие сроки. Однако на ранних стадиях новообразования выявить проблематично, потому что больные клетки мало чем отличаются от здоровых.
На сегодняшний день сделать это позволяет сложная уточняющая диагностика, с которой могут справиться только высококвалифицированные медицинские работники. Окончательный диагноз ставится на поздней стадии на основе гистологических исследований хирургически удалённых тканей, что может снизить эффективность лечения. Исследования показали, что для диагностики злокачественных новообразований кожи на ранних стадиях можно использовать альтернативный подход — спектроскопию, то есть «просвечивание» тканей. Этот метод позволяет обнаруживать в клетках биохимические маркеры заболевания — яркие изменения в организме больного, например «неправильные» липиды и белки.
Фото под микроскопом кожи с полноклеточной карциномой и здоровой
Исследователи использовали спектроскопию для диагностики различных злокачественных новообразований кожи. Для этого образцы кожи здоровых людей и пациентов с диагностированным раком кожных покровов просвечивали лазерами с разными длинами волн: в видимом и инфракрасном диапазонах. Оказалось, что спектры комбинационного рассеяния, то есть кривые, показывающие, как длина волны света меняется при взаимодействии с тканью, заметно отличались у здоровых образцов и при раке кожи. Это объясняется тем, что в опухолевых клетках изменяется белковая и жировая составляющая, а также концентрации нуклеиновых кислот.
Опираясь на эти результаты, специалисты предложили два новых спектральных критерия, отражающих липидный состав клеточных мембран. Используя липиды в качестве биомаркёров, учёные смогли отличить здоровую кожу от больной с точностью более 95%, что говорит о высокой чувствительности метода. Такие различия могут стать основанием для рутинного использования метода спектроскопии в медицинской диагностике.
«Благодаря высокой чувствительности предложенный подход можно будет использовать в медицинской диагностике, что позволит выявлять рак кожи на самых ранних стадиях. В дальнейшем мы планируем усовершенствовать метод, совместно анализируя спектры, полученные при подсветке лазерами с различными длинами волн, чтобы повысить частоту выявления злокачественных новообразований кожи», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Елена Римская, высококвалифицированный научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины Физического института им. П. Н. Лебедева.