روش‌های درمانی برای سرطان، جراحی، پرتودرمانی یا ایمونوتراپی به‌طور عمده براساس محل، اندازه و بدخیمی تومور تعیین می‌شود. این اطلاعات معمولاً توسط تصویربرداری آناتومیکی MRI یا سی‌تی اسکن یا سونوگرافی و با استفاده از سنجش‌های بیولوژیکی از بافت‌های به دست آمده توسط بیوپسی تومور به دست می‌آید، انجام می‌شود.
پرتودرمانی با کمک تصویربرداری شیمیایی حاوی نانوذرات انجام شد
با این حال، محیط شیمیایی یک تومور تأثیر قابل توجهی در چگونگی مؤثر بودن یک درمان خاص دارد. به‌عنوان مثال، سطح اکسیژن پایین در بافت تومور باعث اختلال در اثربخشی پرتودرمانی می‌شود.
به تازگی تیمی از دانشمندان دانشگاه میشیگان و دو دانشگاه ایتالیا نشان داده‌اند که یک سیستم تصویربرداری که از نانوذرات ویژه استفاده می‌کند می تواند نقشه شیمیایی با وضوح بالا ارائه دهد که توزیع مواد شیمیایی مورد علاقه در یک تومور را نشان می‌دهد. این فناوری می‌تواند به روشی برای کمک به پزشکان در ارائه توصیه‌های بهتر در مورد سرطان درمانی متناسب با بیمار منجر شود.
محققان از روشی برای تصویربرداری شیمیایی بافت‌ها به نام تصویربرداری شیمیایی عکس-آکوستیک یا PACI استفاده کردند. کوپلمن گفت: «تازگی این روش این است که مستقیم در داخل بدن انجام می‌شود.»
این تیم سیستم خود را روی موش‌هایی که حاوی بافت بیوپسی شده تومور بیمار انسانی بود، آزمایش کردند. PACI از نانوذرات استفاده می‌کند که در دهه‌های گذشته توسط کوپلمن و همکارانش ایجاد شده است که می‌تواند به موش تزریق شود تا تومور را هدف قرار دهد و یک ماده شیمیایی خاص مانند اکسیژن، سدیم یا پتاسیم را حس کند.
هنگامی‌که این نانوحسگر توسط نور لیزر مادون قرمز که قادر به نفوذ به بافت‌های تومور است، فعال می‌شود، یک سیگنال سونوگرافی تولید می‌شود که می‌تواند برای نقشه‌برداری غلظت و توزیع آن ماده شیمیایی خاص استفاده شود.
از روش PACI می‌توان در زنوگرافت موش استفاده کرد. کوپلمن گفت: «این فناوری امکان بهینه‌سازی روش‌های درمانی برای یک بیمار را دقیقا فراهم می‌کند.»
کوپلمن و همکارانش از PACI با نانوذرات هدفمند برای سنجش اکسیژن استفاده کردند. به دنبال پرتودرمانی تومور در موش‌ها، محققان ارتباط معنی داری بین میزان اکسیژن در هر قسمت از تومور و چگونگی از بین بردن پرتودرمانی بافت تومور مشاهده کردند.»
کوپلمن گفت: «بنابراین ما یک روش ساده، غیر تهاجمی و ارزان برای پیش‌بینی اثربخشی پرتودرمانی برای یک تومور معین و شناسایی مناطق مقاومت در برابر درمان در ریز محیط زیست تومور ارائه می‌دهیم. چنین نقشه برداری شیمیایی به تیم بالینی کمک می‌کند تا بر اساس تشخیص جدید از نقشه برداری شیمیایی تومور، یک درمان شخصی و بهینه برای تومور بیمار را تجویز کند.»
