پابلو اس. والرا در مطالعات خود نشان داد که طیف‌سنجی رامان ارتقاء یافته سطحی (SERS) ابزار مناسبی برای کشف متابولیت‌های ترشح شده توسط سلول‌های سرطانی در تحقیقات حوزه سرطان است.

او با این فناوری موفق به استخراج اطلاعاتی از محیط تومور شد که پیش از این برای دانشمندان در دسترس نبود.

این پروژه که توسط ایکرباسک، لوئیس لیز-مارزان (از CIC biomaGUNE) و ارکایت کاراسدو (از CIC bioGUNE) رهبری شده است، اطلاعات ارزشمندی در اختیار محققان قرار می‌دهد تا از آن برای انجام آزمایش‌های هدفمندتر برای آشکار کردن عملکرد چنین متابولیت‌هایی که در ریزمحیط یا محیط تومور ترشح می‌شوند، استفاده کرد، که در نهایت می‌تواند به راهبردی‌های درمانی جدید منجر شود.

ریزمحیط تومور یک اکوسیستم پیچیده است که از تعامل بین تومور و سلول‌های سالم تشکیل شده است. این محیط یک شبکه پویا است که توسعه و پیشرفت سرطان‌ها را مدیریت می‌کند. اگرچه در تحقیقات دانشگاهی، بیشتر توجه بر ارتباطات بین‌سلولی و پیام‌رسان‌های پروتئینی متمرکز شده است، اما اخیراً توجه به متابولیت‌های ترشح شده از تومور‌ها در فضای خارج سلولی معطوف شده است.

روش‌های سنتی برای ردیابی این متابولیت‌ها در بافت‌های پیچیده سلولی محدود هستند، اما طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) به دلیل سادگی عملکرد یک جایگزین امیدوارکننده برای این کار است.

والرا می‌گوید: «در این مطالعه، یک راهبرد مبتنی بر SERS به کار گرفته شد تا متابولیت‌های ترشح شده توسط سلول‌های تومور بررسی شود. SERS یک روش طیف‌سنجی است که از نانوذرات طلا برای شناسایی مولکول‌ها در یک سیال زیستی استفاده می‌کند. این روش نسبتاً سریع است که در آن نیازی به آماده‌سازی نمونه‌ها نیست.»

با استفاده از SERS، محققان نشان دادند که این سلول‌ها متابولیت‌های پورین ترشح می‌کنند که می‌تواند توسط سلول‌های سالم متابولیزه شود و باعث تغییرات مولکولی شود. این متابولیت‌ها به برنامه‌ریزی مجدد محیط تومور منجر می‌شود که قبلاً هرگز دیده نشده است.

والرا می‌افزاید: «ما توانستیم این متابولیت را نه تنها در سلول‌های تومور بلکه در بقیه سلول‌های سالمی که با سلول‌های تومور در تماس هستند شناسایی کنیم. متابولیت، همچنین باعث تغییر در رفتار سلول‌های سالم می‌شود، به طوری که تا حدودی به رشد تومور کمک می‌کند.»

کشف پیچیدگی چنین تعاملاتی در بیماران سرطانی می‌تواند به نوبه خود راه را برای رویکرد‌های درمانی جدید هموار کند.

کاربرد موفقیت‌آمیز SERS در این مطالعه نشان می‌دهد که این فناوری می‌تواند توانایی ثبت سریع فعل و انفعالات متابولیک در محیط‌های پیچیده را افزایش دهد. در واقع، دریافت ساده و سریع سیگنال‌ها در SERS، همراه با حساسیت بالای آن، شرایط لازم را برای تبدیل شدن این روش به یک ابزار خط مقدم فراهم می‌کند. لازم به ذکر است که یک هم افزایی موثر بین SERS و سایر روش‌های تحلیلی وجود دارد.

نتایج این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.