Beskrivning

Kvantpricksbaserad vävnadsavbildning är en viktig avbildningsteknik och har vuxit fram som ett lovande verktyg inom olika typer av bröstcancerforskning på grund av dess enastående optiska egenskaper. Bröstcancer är en av de vanligaste cancerformerna för kvinnor runt om i världen. Bröstcancer är en mycket heterogen sjukdom, med olika biologiska beteenden för samma stadium av bröstcancerpatienter. Optisk avbildning är den bästa metoden för att upptäcka och avbilda lymfsystem vid bröstcancer. Canceravbildning, inklusive makroskopisk canceravbildningsteknik (magnetisk resonanstomografi, (MRT) och mikroskopiska canceravbildningstekniker (immunfluorescens), spelar avgörande roller i cancerupptäckt, cancerbehandling, prognosutvärdering och övervakning av sjukdomsförlopp. De traditionella avbildningsteknikerna är inte perfekta för att skaffa mer specifik och unik information om Bröstcancer biologi de senaste avbildningsteknikerna för att tydligt och exakt avslöja multidimensionell information behövs akut vid cancerdiagnostik. Optiskt baserad nanopartikelavbildning är en viktig gren av nanoteknologin, såsom kvantpricksbaserad avbildning, vilket ger en lovande potentiell tillämpning inom cancerforskning. Dessa optiska fördelar med QDs-baserad bildbehandling har använts i stor utsträckning inom cancerforskning.

Läs också: Behandlingar för bröstcancer

Egenskaper för Quantum Dots (QDs)

Majoriteten av QD är nanokristallhalvledare med kärnstorlekar som sträcker sig (från 2 till 10 nm) och sammansatta av två typer av atomer från gruppen II och VI gruppelementen i det periodiska systemet. När QDs exciteras av ljus med hög extern energi, kommer den interna elektronen i QDs att excitera från sitt grundtillstånd till en högre nivå, och högnivåelektronen slappnar av och återgår till grundtillståndet under hela processen för en foton som sänds ut, producerar fluorescens. Bandgap-energi är den minsta energi som krävs för att excitera en elektron från dess grundtillstånd till en högre nivå, vilket är beroende av komplexets storlek; ju större storlek, desto mindre bandgap. QDs har snäva emissions- och brett excitationsspektrumfördelar; på grund av den lilla storleken kunde hela Quantum dots-partikeln bete sig som en enda molekyl med atomerna spännande och emitterande ljus samtidigt och producerar hög signalintensitet i form av en stark fluorescens.

Biomarkörinteraktion mellan Quantum Dots

De traditionella metoderna är tillgängliga för att erhålla en bit av enstaka biomarkörinformation på en gång, såsom immunfluorescens, immunhistokemi och Western blotting. Dessa metoder har en gemensam nackdel, som är att de inte kan erhålla in situ kvantitativ information tillsammans med morfologiska egenskaper för flera biomarkörer. Utvecklingen av QDs-baserad multiplexerad avbildning visar en enorm potential för in situ multiplexerad avbildning för att avslöja interaktioner mellan olika molekyler. QDs-baserad multiplexerad avbildning har också använts för att samtidigt avslöja de dynamiska interaktionerna mellan biomarkörer i tumörens mikromiljö och cancerceller. Med tillkomsten av biologi har många prognostiska biomarkörer gömda i bröstcancerklumpar upptäckts. Den exakta kvantifieringen och specifika märkningen av dessa prognostiska biomarkörer är nyckelprocedurerna för att utvärdera bröstcancerprognos. QDs-baserad avbildning och kvantitativ spektralanalys på biomarkörer för bröstcancer utvecklades och visade korrelation och konsistens, med bättre bildkvalitet och känslighet. QDs-Baserad bildbehandling var lika informativ och användbar som multi-genanalys till en lägre kostnad. Kvantbaserade avbildningsmetoder skulle kunna ha större potential i kliniska tillämpningar än multi-genanalyser, särskilt i utvecklingsländer där multi-genanalys är dyrbar för patienter. Dessa studier visade att QDs-baserad multiplexerad avbildning kan vara en lovande strategi för mer exakt diagnostisk patologi.

Quantum Dots-Based Imaging för att upptäcka bröstcancer

Tidig upptäckt och riktad avbildning av metastaser i metastaserande cancer, den främsta orsaken till cancerdödlighet, kan hjälpa till att initiera effektiv terapi för att förbättra bröstcancerpatienters prognos och cancerbehandling. För närvarande är använda avbildningstekniker svåra att uppnå tidig upptäckt eftersom dessa avbildningstekniker endast kan detektera en tumör när tumörcellerna växer upp till en normal vävnadsstruktur. Den QDs-baserade avbildningen kan bidra till att uppnå tidigare upptäckt genom att avbilda cancertumörceller, även enstaka tumörceller in vivo. En tidig metastasdiagnos som äger rum långt innan utvecklingen av uppenbar metastasering kallas mikrometastaser, och sådan mikrometastas ligger inom diameterintervallet 0.2 till 2.0 mm, som nu anses vara en kraftfull prognostisk faktor för bröstcancer. Traditionell avbildning misslyckas med att avslöja sådan mikrometastas på grund av låg upplösning. Däremot kan QDs utformas för att skilja icke-målvävnader från sällsynta målceller på grund av deras starka fluorescensintensitet och höga fotostabilitet. En annan viktig fördel med QDs-baserad avbildning för mikrometastasering av bröstcancer är att den snabbt kan skilja mellan små metastaser och komplexa icke-tumörvävnader på grund av dess starka målavbildning och starka fluorescens.

Begränsningar:
? Det finns några allvarliga begränsningar, inklusive inneboende toxicitet, dålig biokompatibilitet och brist på multiplexerad avbildning.
? De för närvarande använda Quantum dots innehåller tungmetallelement som Cd, As, Pb, Te och Hg, vilket utgör potentiella negativa effekter på levande system. Tungmetallkärnan i QDs kan inducera musblastocystdöd i tidigt skede både in vitro och in vivo.
? Analyssystemen bör systematiskt förbättras för att ytterligare främja deras användning i cancerforskningen.

Lyft din resa med integrerad onkologi

För personlig vägledning om cancerbehandlingar och kompletterande terapier, kontakta våra experter påZenOnco.ioeller samtal+91 9930709000

Referens:

1. Wang LW, Peng CW, Chen C, Li Y. Quantum dots-baserad vävnad och in vivo, avbildning vid bröstcancer forskar om nuvarande status och framtidsperspektiv. Bröstcancer Res Treat. 2015 maj;151(1):7-17. doi: 10.1007/s10549-015-3363-x. Epub 2015 2 april. PMID: 25833213; PMCID: PMC4408370.