Tumörmetastaserande sentinellymfkörtlar är svåra att skilja från normala eller inflammerade lymfkörtlar (Inf-LN). Forskare utformade en dubbelriktad nanopartikel 5K-HA-HPPS för fluorescerande/fotoakustisk avbildning av sentinel LN. Fotoakustisk avbildning visade en distinkt rumslig fördelning av 5K-HA-HPPS mellan olika LN-statusar, där signalerna huvudsakligen distribuerades i mitten av T-MLN men i periferin av normala och Inf-LNs. Denna förmåga att särskilja T-MLN har potentiellt tillämpningsvärde för kirurger inom tumörkirurgi.

Exakt detektion och karakterisering av SLN är avgörande för cancerstadieindelning och för att fatta terapeutiska beslut. För närvarande, den kliniska guldstandarden som används för att upptäcka SLN är att märka dem med blått färgämne eller en radioaktiv nanokolloid och sedan utföra SLN-biopsi. Men dessa metoder har nackdelar, radioscintigrafi har relativt dålig rumsupplösning, och blå färg kommer snabbt att märka nedströms LN, vilket leder till svårigheter att känna igen SLN från andra noder. Dessutom, borttagande av SLN kan orsaka vissa biverkningar, såsom lymfödem, axeldysfunktion, och domningar i armarna. Därför, den idealiska metoden för att upptäcka SLN måste ha följande egenskaper:1) Sonden kan snabbt komma in i lymfsystemet och stanna kvar i SLN ett tag. 2) Sonden bör innehålla en specifik ligand för selektiv inriktning av bröstcancerceller. 3) Avbildningsteknik kräver tillräcklig känslighet och rumslig upplösning för att detektera fördelningen av tumörceller i hela SLN.

LN -förstoring kan uppstå under både tumörcellinvasion och under inflammatoriska tillstånd. Därför, den exakta identifieringen av SLN:s status intraoperativt kommer att hjälpa kirurger att välja lämplig behandlingsregim och minimera komplikationerna orsakade av onödigt LN-borttagning. Även om olika nanosonder baserade på passivt inriktade makrofager i SLN kombinerat med avbildningstekniker har utvecklats för att förutsäga metastaserande status för SLN, få kan skilja metastaserande SLN från inflammerade LN in vivo.

I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och applikationer , ett team av forskare, ledd av professor Zhihong Zhang och professor Qingming Luo från Wuhan National Laboratory for Optoelectronics-Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei, Kina, och School of Biomedical Engineering, Hainan University, Haikou, Hainan, Kina, och medarbetare har utvecklat en CD44 och SR-B1 dubbelriktad hyaluronsyrananopartikel (5K-HA-HPPS) laddad med det nära-infraröda fluorescerande/fotoakustiska färgämnet DiR-BOA för avbildning av SLN vid bröstcancer. På grund av den lilla storleken, negativ laddning, och målligand, 5K-HA-HPPS kan snabbt ( <10 min) migrerade till popliteala LNs (pLN) och visade förlängd retentionstid (> 12 h) i pLN. Mer intressant, de fann att fotoakustiska signaler från 5K-HA-HPPS visade en signifikant distinkt rumslig fördelning mellan LN med olika status, där signalerna huvudsakligen distribuerades inom tumörmetastaserande SLN men i periferin av normala och inflammerade LNs. Förhållandet mellan PA-intensitet (R) i mitten av LNs jämfört med det vid periferin i 5K-HA-HPPS-gruppen var 5,93 ± 0,75 för T-MLN, vilket var mycket högre än det för Inf-LNs (R =0,2 ± 0,07) och N-LNs (R =0,45 ± 0,09). Den rapporterade metoden och tekniken ger en ny strategi för att exakt identifiera statusen för SLN under bröstcanceroperationer och underlätta genomförandet av lämpliga tumörbehandlingsstrategier.

Fluorescensavbildning visade att 5K-HA-HPPS förbättrades i både T-MLN och Inf-LN, vilket indikerar att T-MLN och Inf-LN inte kan särskiljas enligt deras fluorescensintensiteter. Här är bredfältsfluorescensavbildning tvådimensionell avbildning, som har fördelen av känslighet, bekvämlighet, och icke-invasivitet för långtidsövervakning, men den kan inte särskilja om den fluorescerande signalen är belägen inuti LN eller vid periferin av LN. Genom att tillhandahålla djup penetration och en hög rumslig upplösning, fotoakustisk mikroskopi har en stor potential för 3D-visualisering av fotoakustisk signalfördelning i intakta LN.

Både tumörcellsinfiltration och inflammation resulterar i förstoring av SLN. Därför, huruvida SLN-förstoring orsakas av metastasering av tumörceller eller inflammation bör fastställas före SLN-resektion. Den presenterade tekniken har förmågan att skilja metastaserande SLN från inflammerade LN, kommer därför att förväntas tillhandahålla en in vivo-detektionsmetod för att snabbt identifiera om SLN har tumörmetastaser och kommer att minska komplikationerna orsakade av onödigt LN-borttagning under bröstcancerkirurgi, som har potentiellt kliniskt tillämpningsvärde.