Rewolucja w diagnozowaniu nowotworów

W kierowanym przez prof. Halinę Abramczyk Laboratorium Laserowej Spektroskopii Molekularnej w Międzyresortowym Instytucie Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej prowadzone są badania nad nową generacją biomarkerów molekularnych do zastosowania w diagnostyce, terapii i biopsji optycznej nowotworów. Nowoczesne metody optyczne, które będą oferowały jednoznaczną diagnozę w bardzo krótkim czasie przy łóżku pacjenta, są nadzieją współczesnej medycyny.

W 2013 roku laboratorium wzbogaciło się o jedyny w Polsce układ Maran/AFM/SNOM/TERS, który pozwala z niespotykanie dużą rozdzielczością badać nie tylko pojedynczą komórkę i jej składniki, ale wręcz pojedynczą cząsteczkę. Wzmocnienie sygnału w układzie jest tak silne, że umożliwia śledzenie niezwykle małych stężeń – na poziomie protein produkowanych przez genomy – dotychczas nieosiągalne żadną inną metodą. To rewolucja w diagnozowaniu nowotworów. Zakup sprzętu był sfinansowany z dotacji aparaturowej Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Prowadzone w LLSM badania zmierzają do opracowania metody identyfikacji zmian nowotworowych o różnym stopniu zaawansowania przy wykorzystaniu spektroskopii Ramana i femtosekundowych technik laserowych.

Zmiany chorobowe generują w organizmie człowieka określoną informację biochemiczną, a widmo Ramana jest „molekularnym odciskiem palca” badanej próbki. To na jego podstawie można uzyskać informację o kwasach tłuszczowych, strukturze drugorzędowej białka i strukturze ich łańcuchów pobocznych, konformacji DNA i RNA, interakcji DNA-białko i RNA-białko w strukturze komórek i tkanek. Monitorowany jest również rozkład leków stosowanych w chemoterapii klinicznej w tkankach i komórkach, aby następnie wykorzystać tę metodę do śledzenia postępów leczenia.

Spektroskopia Ramana w połączeniu z mikroskopem pozwala zbudować obraz, który w niedalekiej przyszłości jest w stanie zastąpić (lub uzupełnić) obraz histologiczny. Pozwoli to po pierwsze monitorować obszar zmian nowotworowych i ustalać margines bezpieczeństwa, gdzie komórki nowotworowe są już nieobecne, podczas operacji in situ w czasie realnym (2–3 minuty). Po drugie, proponowana metoda może zastąpić (lub uzupełnić) biopsję konwencjonalną przez biopsję optyczną.

Wyniki dotyczące biopsji optycznej Ramana zespół prof. Haliny Abramczyk opublikował w 2013 roku i jest to pierwsze na świecie doniesienie na ten temat („Chemical Review”, 2013, Abramczyk H., Brożek B.).

LLSM, dysponując sprzętem badawczym o regionalnym i ogólnokrajowym znaczeniu, przyczynia się do dostarczenia środowisku łódzkich chemików i fizyków nowoczesnej i unikatowej aparatury badawczej. Naukowcy współpracują z wieloma laboratoriami zagranicznymi z USA, Francji, Niemiec oraz laboratoriami krajowymi. LLSM współpracuje także z Akademią Podlaską w Siedlcach nad szybkim i bezdotykowym diagnozowaniem jakości mięsa metodą spektroskopii Ramana.