Поскольку 5-летняя относительная выживаемость сильно различается между онкологическими больными, пролеченными на ранних и поздних стадиях, раннее выявление опухолей имеет большое значение для терапии рака. Катепсин B (CTSB) рассматривается как потенциальный биомаркер для ранней диагностики рака из-за его повышенной экспрессии на ранней стадии многих типов рака. В результате эффективный и точный мониторинг деятельности CTSB предлагает выход.
В недавнем исследовании, опубликованном в Angewandte Chemie International Edition , исследовательская группа под руководством профессора Лян Гаолиня и профессора Юань Юэ из Университета науки и технологий Китая (USTC) Академии наук Китая реализовала специфическую фотоакустическую (PA) визуализация опухолей со сверхэкспрессией CTSB посредством инициируемой CTSB внутриклеточной самосборки низкомолекулярных зондов для визуализации PA в наночастицы.
Визуализация PA — это новый тип неинвазивного и неионизирующего метода биомедицинской визуализации, который имеет огромный потенциал в биомедицинских исследованиях и диагностике заболеваний благодаря превосходной глубине проникновения в ткани и высокому пространственному разрешению.
Чтобы решить проблему раннего обнаружения опухоли, исследователи, используя усиление сигнала самосборки зонда визуализации PA , разработали CTSB-активируемый зонд PA ближнего инфракрасного диапазона Val-Cit-Cys(SEt)-Lys(Cypate)-CBT ( Ципат-КПТ). Когда Cypate-CBT проникает в опухолевые клетки со сверхэкспрессией CTSB , его дисульфидная связь восстанавливается внутриклеточным глутатионом, а его специфический субстрат расщепления Val-Cit расщепляется CTSB с образованием Cypate-CBT-Cleaved, который подвергается межмолекулярной клик-реакции CBT-Cys с образованием Ципат-CBT-димер. Cypate-CBT-Dimer затем самостоятельно собирается в наночастицы ближнего инфракрасного диапазона Cypate-CBT-NP.
Этот подход эффективно увеличивает локальную концентрацию зонда, продлевает время удерживания и усиливает сигнал PA зонда для визуализации активности CTSB. Исследователи обнаружили, что по сравнению с немодифицированным Cypate недавно разработанный зонд показал 4,9-кратное и 4,7-кратное усиление сигнала PA в раковых клетках или опухолях MDA-MB-231 со сверхэкспрессией CTSB соответственно.
Результаты исследования показывают возможность разработки более «умных» PA-зондов для точной диагностики опухолей.
