Super résoudre la nanoparticule sécrétée par la tumeur

Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS

image : (a) des sEV portant une distribution hétérogène de biomarqueurs sont libérés de la cellule tumorale. (b) les sEV peuvent être capturés sur une plaque recouverte d'anticorps et marqués par des UCNP. ( c ) Les conjugués UCNPs -EV détectés sous forme de points lumineux uniques avec différentes intensités peuvent être super-résolus en nanoscopie à super-résolution.Voir plus

Crédit : par Guan Huang, Yongtao Liu, Dejiang Wang, Ying Zhu, Shihui Wen, Juanfang Ruan, Dayong Jin

Il est communément admis que la tumorigenèse et la progression du cancer constituent un processus en plusieurs étapes. La méthode la plus couramment utilisée pour le diagnostic et le pronostic du cancer afin d'orienter les décisions de traitement est basée sur une combinaison complexe d'imagerie et de biopsies tissulaires invasives. Cependant, les méthodes ne sont pas toujours sensibles au diagnostic précoce du cancer. Les petites vésicules extracellulaires (sEV) sont des transporteurs de lipides bicouches de taille nanométrique et contiennent une grande variété de cargaisons, notamment des lipides, des protéines, des métabolites, des ARN et des ADN. Les sEV libérés par les cellules cancéreuses d'origine existent dans presque tous les fluides corporels. Ils peuvent devenir des biomarqueurs circulants potentiels dans les biopsies liquides, car ils reflètent de manière unique les changements biologiques dynamiques associés à la croissance des tumeurs et indiquent les stades de progression du cancer.

Les techniques de microscopie à super-résolution ont émergé en poussant la résolution au-delà de la limite de diffraction vers des échelles nanométriques.

Dans un nouvel article publié dans eLight, une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Dayong Jin de l'Université de technologie de Sydney, a développé une technologie innovante basée sur des amplificateurs de signal nanoscopiques (LENS) ciblant les véhicules électriques dopés au lanthanide. Leur article, "Upconversion Nanoparticles for Super-resolution Quantification of Single Small Extracellular Vesicles", a un énorme potentiel dans le diagnostic et le pronostic du cancer.

Le type de nanoparticules synthétiques de conversion ascendante (UCNP) a des propriétés photo-commutables non linéaires. Ils permettent à un nouveau type de nanoscopie à super résolution d'atteindre une résolution optique inférieure à 30 nm. Les travaux récents du chercheur utilisant des sondes nanophotoniques ont permis d'atteindre une ultra-sensibilité dans la détection quantitative des sEV. Ces sondes ont enregistré près de trois ordres de grandeur de sensibilité de mieux que le dosage immuno-enzymatique standard (ELISA).

Les chercheurs améliorent encore la résolution d'imagerie pour super-résoudre les biomarqueurs de surface sur des véhicules électriques uniques (Fig. 1). L'approche est basée sur l'utilisation de sondes nanophotoniques uniformes, brillantes et photostables. Chacun est fortement dopé avec des dizaines de milliers d'ions lanthanides. Dans leur expérience, les sEV ont d'abord été capturés sur une lame recouverte d'anticorps CD9 et pris en sandwich par un anticorps EpCAM biotinylé. Des nanosondes de conversion ascendante fonctionnalisées par la streptavidine ont ensuite marqué l'anticorps EpCAM pour l'amélioration du signal. Les nanosondes sur des sEV simples permettent un microscope à super résolution pour la visualisation sous un faisceau laser en forme de beignet. Une seule nanosonde au milieu du faisceau de beignet génère un modèle d'émission avec un creux où la sonde se trouve. En conséquence, les deux nanosondes proches peuvent être super-résolues au-delà de la limite de diffraction à l'échelle nanométrique.

Les chercheurs démontrent que l'imagerie à super-résolution de sEV uniques peut être obtenue à l'aide d'une bibliothèque de nanosondes de conversion ascendante dopées avec divers types et concentrations variées d'émetteurs. Ils confirment que les nanosondes conjuguées à des anticorps peuvent cibler spécifiquement la molécule d'adhésion cellulaire épithéliale de l'épitope tumoral (EpCAM) sur les grands véhicules électriques et les véhicules électriques uniques (Fig. 2). En utilisant l'imagerie à super-résolution, les chercheurs peuvent quantifier le nombre spécifique de nanosondes sur chaque sEV. Ils ont montré qu'il est théoriquement possible d'analyser la taille et l'encombrement stérique des nanosondes sur des sEV uniques (Fig. 3).

eLight

10.1186/s43593-022-00031-1

Clause de non-responsabilité: AAAS et EurekAlert ! ne sont pas responsables de l'exactitude des communiqués de presse publiés sur EurekAlert! par les institutions contributrices ou pour l'utilisation de toute information via le système EurekAlert.