如何確定癌細胞是否對化療藥物產(chǎn)生反應？相信不僅醫生想知道，患者更想知道。8月7日，麻省理工學(xué)院官網(wǎng)報道了一種可“辨色識癌”的神奇傳感器——通過(guò)識別該傳感器與體內過(guò)氧化氫反應時(shí)的顏色就能揭示這些化療藥物的預期效果！
同日，《Nature Communications》雜志也以“Monitoring the action of redox-directed cancer therapeutics using a human peroxiredoxin-2-based probe”為題發(fā)表了這項新技術(shù)。
追蹤過(guò)氧化氫
癌細胞會(huì )經(jīng)常發(fā)生突變，導致新陳代謝失常，同時(shí)產(chǎn)生異常高的過(guò)氧化氫。一旦過(guò)氧化氫過(guò)量，就會(huì )損傷細胞，因此癌細胞變得高度依賴(lài)于清除細胞中過(guò)氧化氫的抗氧化系統。很多藥物研發(fā)者會(huì )基于抑制抗氧化系統或進(jìn)一步提高過(guò)氧化氫的產(chǎn)量進(jìn)行新藥開(kāi)發(fā)。
但是據通訊作者、麻省理工學(xué)院化學(xué)工程副教授Hadley Sikes說(shuō)：“臨床試驗發(fā)現這些藥物往往只對一些病人有效，而對其他病人無(wú)效。因此需要一種工具高效檢測哪些病人對藥物產(chǎn)生反應，哪些不會(huì )，這樣才能提高新藥研發(fā)速度。”
為了實(shí)現這一目標，Sikes著(zhù)手設計一種傳感器，它能夠靈敏檢測人體細胞內的過(guò)氧化氫，使科學(xué)家能夠測量細胞對這些藥物的反應。
這一過(guò)氧化氫傳感器基于一種提取自微生物的轉錄因子，當它們與過(guò)氧化氫反應時(shí)會(huì )發(fā)出熒光。Sikes及其同事試圖在人類(lèi)細胞中使用這些物質(zhì)，但很快發(fā)現它們對檢測的過(guò)氧化氫范圍不敏感，這導致他們開(kāi)始尋找能夠完成這項任務(wù)的人類(lèi)蛋白質(zhì)。
通過(guò)對隨著(zhù)過(guò)氧化氫的增加而被氧化的人類(lèi)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò )的研究，科學(xué)家們發(fā)現了一種過(guò)氧化物酶，它控制著(zhù)大多數人類(lèi)細胞與該分子的反應。而這種酶的功能之一正是檢測過(guò)氧化氫水平的變化。
接下來(lái)，主要研究者Troy Langford在酶的兩端分別添加綠色和紅色兩種熒光蛋白分子，研究人員可通過(guò)向細胞發(fā)出的顏色來(lái)檢測這種轉變是否發(fā)生:如果未檢測到過(guò)氧化氫，則這種光只保持綠色；如果存在過(guò)氧化氫（即當抗癌藥物/療法生效），傳感器結構會(huì )隨之改變，使細胞發(fā)出紅光。
成功預測
隨后，研究人員在兩種類(lèi)型的人類(lèi)癌細胞中測試了新傳感器：一種是他們知道對氧化還原藥物蓽茇酰胺敏感的，另一種對現有藥物耐受。傳感器顯示，前者細胞中的過(guò)氧化氫水平上升（呈現紅色），后者依舊保持綠色。
Sikes指出，未來(lái)這種傳感器有兩個(gè)主要用途：一是篩選現有藥物的文庫，或可能用作藥物的化合物，以確定它們是否具有增加癌細胞過(guò)氧化氫濃度的預期效果；二是在患者接受此類(lèi)藥物之前對其進(jìn)行篩選，看看這些藥物是否能成功治療每個(gè)患者的腫瘤。目前他們正在試驗這兩種方法。
參考資料：
Sensor could help doctors select effective cancer therapy
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