Разработка нового метода обнаружения токсичного акролеина внутри живых клеток в условиях окислительного стресса

      Акролеин – это высокотоксичный альде-гид, который образуется при горении жиров, масел, угля, древесины и пластика. Акролеин выделяется живыми клетками в условиях окислительного стресса, в ходе фермен-тативного окисления треонина или поли-аминов, а также при окислении поли-ненасыщенных липидов активными формами кислорода.

      Известно, что раковые клетки способны выделять акролеин, поэтому он является биомаркером, указывающим на ряд болезней, связанных с окислительным стрессом, включая онкологические заболевания.

    Нами обнаружена новая некаталитическая, быстрая и селективная «клик»-реакция фенилазида с акролеином, протекающая при комнатной температуре как в органической среде, так и в водном растворе при физиологических условиях. Реакция приводит к образованию 4-формил-1,2,3-триазолина  и  4-формил-1,2,3-триазола.

       Данная реакция селективна по отношению к акролеину. Показано, что реакции фенил-азида с β- или α-замещенными акролеинами, например, с кротоновым альдегидом, транс-2-октеналем как моделью липидных метаболитов, метакролеином или стиролом не идут. Так появилась идея, что азид-акролеиновая реакция может быть использована для селективного и высокочувствительного обнаружения акролеина, выделяемого клетками в условиях окислительного стресса.

         Для проведения исследований в области визуализации живых клеток нами синтезирован флуоресцентный фенилазид (реагент 1), содержащий фрагмент тетраметилродамина (TAMRA). Методом флуоресцентной микроскопии изучены различные клеточные модели, подверженные окислительному стрессу.

     Эксперименты in vitro показали, что реагент 1 четко визуализирует акролеин, выде-ляющийся раковыми клетками, и позволяет отличить раковые клетки от здоровых. Для восьми различных линий раковых клеток отмечена различная интенсивность флуоресценции после обработки реагентом 1.

       Разработан простой, эффективный и быстрый метод с использованием чувствительного реагента 1 для обнаружения акролеина, вырабатываемого раковыми клетками. Показана возможность использования нового селективного метода для определения хирургических краев в режиме реального времени, непосредственно во время прове-дения операций по удалению опухолевых тканей молочной железы.

     Метод позволяет сократить время операции, проводить четкую морфологическую диагностику рака, избежать рецидива рака молочной железы. Поскольку акролеин вырабатывается различными опухолевыми клетками, то метод можно использовать для сверхбыстрой оценки хирургических краев и при других разновидностях рака.