然而，所有組織的生長與維持都需要「能量」，我們的細胞分解葡萄糖和其他糖類以產生丙酮酸，然後將其轉化為乳酸。這對於產生能量很重要。
腫瘤的代謝與健康細胞不同，通常會產生更多的乳酸。該代謝途徑受到稱為FOXM1的蛋白質的影響，該蛋白質控制將丙酮酸轉化為乳酸的代謝酶的產生。 FOXM1還控制許多其他與細胞生長和增殖有關的蛋白質的產生。
在所有乳腺癌病例中，約有70％是一種稱為雌激素受體（ER）陽性的類型。在許多ER陽性乳腺癌病例中，一種稱為PI3Ka的酶被激活。這導致了FOXM1的豐度，使癌細胞無法控制地生長，這是腫瘤細胞的特徵。
目前正在乳腺癌患者中測試抑制PI3Ka的藥物。這類藥物應能夠減少FOXM1的量並檢查腫瘤的生長。但是，患者的腫瘤可能對PI3Ka抑制劑具有先天性抵抗力，或者隨著時間的推移會獲得抵抗力，從而使藥物的療效越來越差。
CRUK劍橋研究所的第一作者Susana Ros博士說：「由於癌症治療的進步，我們的藥物變得越來越具有針對性，但並不是所有的藥物都能在每種情況下都起作用-有些腫瘤對特定藥物有抵抗力。我們需要的是生物標記物，可以告訴我們藥物是否有效。」
研究人員從患者身上獲取了乳腺癌細胞，並在小鼠的「化身」中進行了生長，以使他們能夠詳細研究腫瘤。他們發現，在對PI3Ka抑制劑具有抗性的腫瘤中，癌細胞繼續產生FOXM1，這意味著該分子可以用作ER陽性乳腺癌患者耐藥性的生物標記。
檢查腫瘤是否繼續產生FOXM1，從而檢查PI3Ka抑制劑是否仍在起作用，通常需要進行侵入性組織活檢。但是，研究人員已經使用了一種新的成像技術來實時，無創地對其進行監視。
團隊開發和使用的技術稱為超極化。首先，研究小組生產了一種特殊的丙酮酸，其碳原子比正常的碳原子重（它們帶有一個額外的中子，因此被稱為碳13分子）。然後，研究人員通過將碳13丙酮酸鹽冷卻至比絕對零溫度高（-272°C）約1度，並將其暴露於極強的磁場和微波輻射中，使其「超極化」或磁化。然後將冷凍的材料解凍並溶解在可注射溶液中。
給患者注射溶液，然後接受常規MRI掃描。超極化碳13丙酮酸分子的信號強度比正常丙酮酸的信號強度強10,000倍，使這些分子在掃描時可見。研究人員可以使用該掃描來查看丙酮酸被轉化為乳酸的速度—只有持續存在FOXM1才能使這種情況發生，這表明這些藥物無法正常工作。
羅斯博士補充說：「通過在乳腺癌模型中使用這種新的成像技術，我們已經能夠檢測到生物標誌物FOXM1的存在，以尋找替代物，即丙酮酸轉化為乳酸的速度。」（生物谷 Bioon.com）
資訊出處：Imaging technique could replace tissue biopsies in assessing drug resistance in cancerSusana Ros et al,
Metabolic Imaging Detects Resistance to PI3Kα Inhibition Mediated by Persistent FOXM1 Expression in ER+ Breast Cancer,
Cancer Cell(2020). DOI: 10.1016/j.ccell.2020.08.016