用物理学探索肿瘤内部

InstitutLumièreMatière(CNRS /UniversitéClaudeBernard Lyon 1)的物理学家团队，与里昂癌症研究中心合作(CNRS / INSERM /UniversitéClaudeBernard Lyon 1 //LéonBérard/ Hospices civils de Lyon)，已经证明了肿瘤学对仅基于肿瘤物理特性的成像技术的潜力。它可以区分恶性细胞群并监测抗癌治疗的有效性。这些结果发表于2019年1月8日的“物理评论快报”，有助于设计新的治疗分子和治疗的个性化。

尽管对癌症的生物学有了很好的理解，但90%的实验药物在临床试验中失败了。还越来越多地怀疑肿瘤的机械性质影响疾病进展和治疗功效。虽然我们可以在全球范围内评估肿瘤弹性，但更难以深入测量局部刚度并观察肿瘤核心是否抵抗治疗液体的渗透。为了探测这些物理特性，研究人员使用了一种非接触式成像技术，该技术不需要使用造影剂 - 因此不会干扰组织功能 - 利用物质的自然无限小的振动。

为了概括体外结肠直肠肿瘤的行为，研究人员创造了由肿瘤细胞聚集形成的直径0.3 mm的类器官球体。他们将红色激光束聚焦在这些物体上。通过热搅动产生的样品的无穷小振动非常轻微地改变了离开样品的光束的颜色。通过分析这种光，创建了模型肿瘤的机械特性图：激光扫描的区域越僵硬，振动越快，并且以与多普勒效应相比的方式(发出警笛声的机制)随着距离越来越尖锐，颜色变化越大。

研究人员从由两种不同恶性肿瘤细胞系组成的类器官中发现，他们可以将两种细胞类型与其机械特性区分开来。这些信息至关重要，因为它可以使活组织检查分析的诊断得到改进，并提供更好的肿瘤分级评估。使用该技术还监测药物治疗后机械性质的局部变化：肿瘤中心比边缘保持刚性更长，证明了治疗的功效梯度。因此，局部测量机械性能可以确认肿瘤的完全破坏，并有助于选择尽可能低的治疗剂量和持续时间。

该方法允许探索机械性质对治疗反应的影响。它应该导致用于测试新治疗分子和组合疗法的更具预测性的体外肿瘤模型，其例如起作用于组织刚性以加速活性分子在肿瘤中心的渗透。它还可以提供新的指标，指导临床医生个性化治疗。