Cancerceller är smarta när det gäller läkemedel mot cancer, utvecklas och blir resistenta mot även de starkaste kemoterapierna över tid. För att bekämpa detta undvikande beteende, forskare har utvecklat en metod som heter D ₂ O-probed CANcer-känslighetstest Ramanometri (D ₂ O-CANST-R) för att se, på encells-/organellnivå, hur läkemedel framkallar cancercellsdöd och hur cancerceller anpassar sig.

Forskningen, genomförd av Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), publicerades den 12 januari in Analytisk kemi , en tidskrift för American Chemical Society.

"Att förstå mekanismen för cellulärt svar på läkemedel och farmaceutiska terapier är avgörande för att förbättra cancerbehandlingen, " sa pappersförfattaren Xu Jian, chef för Single-Cell Center på QIBEBT. Han förklarade att cancerceller kan motstå kemoterapi genom att ändra metabolisk aktivitet för anpassning till drogstress, men exakt hur detta händer är dåligt förstått. "Tillvägagångssätt behövs för att snabbt belysa ett läkemedels särskilda effekter på cancercellernas metaboliska aktivitet. Detta är kliniskt viktigt eftersom exakt och personlig administration av cancerkemoterapi är avgörande för att rädda cancerpatienters liv."

Maryam Hekmatara, en Ph.D. student till Xu, och hennes arbetskamrater parade ihop en kraftfull algoritm med Raman-spektroskopi, som innebär att man använder en laser för att excitera fotoner i ett prov för att avslöja strukturell information, inklusive interaktioner. De undersökte hur rapamycin, ett läkemedel mot cancer, förändrat den metaboliska aktiviteten i en human cancercellinje och i jäst.

Deras metod avslöjade förändringarna av små organeller inuti cellerna som gjordes i energianvändning och förbrukning. Med en upplösningsförmåga på mindre än en mikrometer – bredden på ett människohår är vanligtvis 80 till 100 mikrometer, som jämförelse – tillvägagångssättet har potential att avslöja metabolismen i en cancercell med mycket fina detaljer.

"Metoden kan snabbt och exakt spåra och särskilja förändringar i lipid- och proteinmetabolisk-hämmande effekt av rapamycin, "Hekmatara sa, att notera metoden tar bara dagar jämfört med traditionella tester som kan ta mycket längre tid att se om en enskild patients celler kommer att reagera positivt på ett läkemedel. "Det är också väldigt exakt, eftersom det kan skilja cancercellsresponser på läkemedel vid encellsupplösningen och en enda organellupplösning, vilket är avgörande för att förstå varför läkemedlet är – eller inte är – effektivt."

Forskarna planerar att ytterligare studera hur celler blir resistenta, samt vidareutveckla sin metod som ett personligt tillvägagångssätt för att bestämma det mest effektiva anticancerläkemedlet för en patient.