Анализ присутствия коллагена в опухолях головного мозга методом спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния света

При прогрессировании опухолей головного мозга избыточный коллаген повышает жёсткость внеклеточного матрикса, что способствует метастазированию, препятствует проникновению препаратов и снижает эффективность терапии. Детальное изучение коллагена как перспективного биомаркера злокачественности весьма актуально для дополнения к гистопатологии в точной диагностике и планировании лечения. В данном исследовании предлагается подход к детекции коллагена в тканях внутричерепных опухолей методом спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния с возбуждением на длине волны 785 нм.

1. Chakraborty R., Asthana A., Singh A.K., Adhikari R., Bin Hasan A. Chapter 20 - Collagen - a highly developed and abundant fibrous protein: synthesis and characterization // Handbook of Natural Polymers, Elsevier. – 2023. – P. 489-508. ISBN 9780323998536. doi: 10.1016/B9780-323-99853-6.00013-9.

2. Naomi R., Ridzuan P.M., Bahari H. Current Insights into Collagen Type I. // Polymers (Basel). - 2021. - Vol. 16. - P. 2642. doi: 10.3390/polym13162642

3. Mohiuddin E., Wakimoto H. Extracellular matrix in glioblastoma: opportunities for emerging therapeutic approaches // American Journal of Cancer Research. — 2021. — Vol. 11, No. 8. — P. 3742–3754.

4. Di Vito A., Donato A., Bria J., Conforti F., La Torre D., Malara N., Donato G. Extracellular Matrix Structure and Interaction with Immune Cells in Adult Astrocytic Tumors. // Cell Mol Neurobiol. – 2024. – Vol. 1, No. 44. – P. 54. doi: 10.1007/s10571-024-01488-z

5. Ge H., Tian M., Pei Q., Tan F., Pei H. Extracellular matrix stiffness: new areas affecting cell metabolism // Front Oncol. - 2021. - Vol. 11. - P. 631991. doi: 10.3389/fonc.2021.631991.

6. Flies D.B., Langermann S., Jensen C., Karsdal M.A., Willumsen N. Regulation of tumor immunity and immunotherapy by the tumor collagen extracellular matrix // Front Immunol. – 2023. – Vol.14. – P. 1199513. doi: 10.3389/fimmu.2023.1199513.

7. Larsen A.M.H., Kuczek D.E., Kalvisa A., Siersbæk M.S., Thorseth M.L., Johansen A.Z., Carretta M., Grøntved L., Vang O., Madsen D.H. Collagen density modulates the immunosuppressive functions of macrophages // J Immunol. – 2020. – Vol. 205. – P. 1461–1472. doi: 10.4049/jimmunol.1900789.

8. Soles A., Selimovic A., Sbrocco K., Ghannoum F., Hamel K., Moncada E.L., Gilliat S., Cvetanovic M. Extracellular Matrix Regulation in Physiology and in Brain Disease // Int J Mol Sci. – 2023. – Vol.8, No. 24. – P. 7049. doi: 10.3390/ijms24087049.

9. Oudart J.B., Monboisse J.C., Maquart F.X., Brassart B., Brassart-Pasco S., Ramont L.. Type XIX collagen: A new partner in the interactions between tumor cells and their microenvironment // Matrix Biol. – 2017. – Vol. 57-58. – P. 169-177. doi: 10.1016/j.matbio.2016.07.010.

10. Mammoto T., Jiang A., Jiang E., Panigrahy D., Kieran M.W., Mammoto A. Role of collagen matrix in tumor angiogenesis and glioblastoma multiforme progression // Am J Pathol. – 2013. – Vol. 183. – P. 1293-1305. doi: 10.1016/j.ajpath.2013.06.026.

11. Tsai H.F., Chang Y.C., Li C.H. et al. Type V collagen alpha 1 chain promotes the malignancy of glioblastoma through PPRC1-ESM1 axis activation and extracellular matrix remodeling // Cell Death Discov. – 2021. – Vol.7. – P. 313. doi: 10.1038/s41420-021-00661-3.

12. Senner V., Ratzinger S., Mertsch S., Grässel S., Paulus W. Collagen XVI expression is upregulated in glioblastomas and promotes tumor cell adhesion // FEBS Lett. – 2008. – Vol. 582. – P. 3293-3300. doi: 10.1016/j.febslet.2008.09.017.

13. Das A., Tan W.-L., Smith D.R. Expression of extracellular matrix markers in benign meningiomas // Neuropathology. – 2003. – Vol. 23. – P. 275–281.

14. Nguyen T.T., Gobinet C., Feru J., Brassart-Pasco S., Manfait M., Piot O. Characterization of Type I and IV Collagens by Raman Microspectroscopy: Identification of Spectral Markers of the Dermo-Epidermal Junction // Spectroscopy: An International Journal. – 2012. – Vol. 27. – P. 421–427. doi: 10.1155/2012/686183.

15. Haka A.S., Shafer-Peltier K. E., Fitzmaurice M., Crowe J., Dasari R.R., Feld M.S. Diagnosing breast cancer by using Raman spectroscopy // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2005. – Vol. 102. – P. 12371–12376. doi: 10.1073/pnas.0501390102.

16. D’Acunto M., Gaeta R., Capanna R. et al. Contribution of Raman Spectroscopy to Diagnosis and Grading of Chondrogenic Tumors // Scientific Reports. – 2020. – Vol. 10. – P. 2155. doi: 10.1038/s41598-020-58848-0.

17. Ingle I., Kerns J.G., Shepherd R.F. Multivariate analysis of Raman spectra for discriminating human collagens: In vitro identification of extracellular matrix collagens produced by an osteosarcoma cell line // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. – 2025. – Vol. 328. – P. 125434. doi: 10.1016/j.saa.2024.125434.

18. Романишкин И.Д., Савельева Т.А., Оспанов А., Линьков К.Г., Шугай С.В., Горяйнов С.А., Павлова Г.В., Пронин И.Н., Лощенов В.Б. Классификация внутричерепных опухолей на основе оптико-спектрального анализа // Biomedical Photonics. – 2023. – Vol.12. – P. 4-10. doi: 10.24931/2413-9432-2023-12-3-4-10.

19. Оспанов А., Романишкин И.Д., Савельева Т.А., Шугай С.В., Косырькова А.В., Павлова Г.В., Пронин И.Н., Лощенов В.Б. Поиск корреляций в данных спектроскопии комбинационного рассеяния, диффузного отражения и флуоресценции тканей внутричерепных опухолей // Biomedical Photonics. – 2025. – Vol.14. – P. 22-33. doi: 10.24931/2413-9432-2025-14-4-22-33.

20. Brusatori M., Auner G., Noh T., et al. Intraoperative Raman Spectroscopy // Neurosurg Clin N Am. – 2017. – Vol. 28. – P. 633-652. doi: 10.1016/j.nec.2017.05.014.