Multimodal sentinel lymph node imaging using nanoscale-tailored particles; The importance of particle size

Abstract: Popular Abstract in Swedish Beräkningar från Cancerfonden visar på att ungefär var tredje person i Sverige kommer att få en cancerdiagnos under sin livstid. Cancerceller är celler som har utvecklat speciella förmågor som gör att de har börjat dela sig ohämmat. Denna ohämmade celldelning leder till bildandet av en tumör och när tumören har nått ett visst stadie i sin utveckling så börjar den sprida sig. För många typer av cancer så sker denna spridning framförallt genom lymfsystemet. Lymfsystemet är uppbyggt av ett nätverk av kärl som löper genom hela kroppen. Dess funktion är att dränera överskottsvätska från de olika vävnaderna i kroppen och återföra denna till blodomloppet. På vägen genom lymfsystemet kommer lymfan att föra med sig celler och partiklar (både främmande och kroppsegna) till lymfnoder där mängder av immunceller väntar på signaler som aktiverar deras försvarsuppgift i kroppen. När tumörceller, så kallade metastaserande celler, lossar från modertumören är det lymfnoderna där de först kommer att fastna. Två av de vanligaste cancerformerna i Sverige är bröstcancer och hudcancer. Båda dessa former sprider sig genom lymfsystemet. Eftersom lymfa från ett visst område alltid kommer att dränera till samma lymfnod är det i denna nod som man först kan förvänta sig att påträffa metastaser. Sentinel lymph node- eller portvaktskörteldiagnos är en metod som används för att leta upp den dränerande lymfnoden och analysera denna för förekomst av tumörceller. Som metoden ser ut idag används en radioaktiv nanopartikel och en blå färg som injiceras runt modertumören för att hitta rätt lymfnod. Denna metod behöver dock förbättras eftersom varken den radioaktiva partikeln eller den blå färgen stannar när de når den första lymfnoden. Den blå färgen kan även ge allvarliga allergiska reaktioner i vissa patienter. Studierna i denna avhandling är menade att undersöka om det går att utveckla en ny sorts spårmolekyl, baserad på nanopartiklar, för att på ett effektivare sätt kunna identifiera den första lymfnoden. Tanken med dessa nanopartiklar är även att de ska kunna detekteras i flera olika medicinska bildgivningssystem, en så kallad multimodal nanopartikel. Försök har utförts på friska råttor och möss med implanterade tumörer och mycket vikt har lagts på att hitta en optimal storlek på partiklarna som får dem att stanna när de når den första lymfnoden. Resultaten från studierna visar att även väldigt små skillnader i partikelstorlek har inflytande på hur mycket av en injicerad dos nanopartiklar som hamnar i lymfnoderna. Det visade sig till exempel att 15 nm partiklar tas upp både snabbare och i större utsträckning än 27 nm eller 58 nm partiklar i friska råttor. Efter injektion i möss med implanterade tumörer tog framförallt 29 nm nanopartiklar upp medan 58 nm partiklar knappt kunde detekteras i lymfnoderna. Men i djur där tumörerna hade fått växa sig större togs båda storlekarna av nanopartiklar upp i lymfnoderna i lika stor utsträckning. Denna skillnad relaterades till att denna snabbt växande tumörtyp belastar lymfsystemet så hårt att dynamiken för partikelupptag påverkas. Genom att modifiera ytan på nanopartiklarna kunde deras potential som multimodalt spårämne för sentinel lymph node diagnostik påvisas. Dock behövs det ytterligare studier för att undersöka hur upptaget av nanopartiklarna i sjuka djur fungerar och vilken storlek av partiklar som är den optimala för diagnostik. Kanske är det så att en blandning av olika noga utvalda storlekar är den bästa lösningen.