Исследователи из MIT и Университета Небраски сейчас развивали контрастного агента без металла, которого могло быть более в безопасности применять в тех рискованных группах. Вместо металла данный комплекс содержит органические молекулы, названные nitroxides.Помимо этого, новый агент имел возможность употребляться, дабы произвести более информативные обследования способом МРТ опухолей, по причине того, что это может накопиться на месте опухоли в течение многих часов, не нанося ущерб.
«Это – совсем органический, агент контраста МРТ без металла, что разрешил бы исследователям рака затевать думать о том, как к опухолям изображения динамическим методом за долгие периоды времени», говорит Иеремия Джонсон, Адъюнкт-доктор наук опытного развития Firmenich Химии в MIT.Джонсон – ведущий создатель изучения, которое появляется в издании ACS Central Science. Ведущий создатель газеты – аспирант MIT Хун Нюгэнь. Другие авторы MIT – бывший postdoc Киксиэн Чен, postdoc Питер Харви, аспирант Ивань преподаватель и Цзян биологического технического Алана Джейсанофф.
Альтернативы металлуОбследования способом МРТ довольно часто надеются на контрастных агентов, каковые взаимодействуют с водой, воздействуя, как молекулы воды отвечают на магнитное поле. Противопоставьте агентов, каковые проявляют сильный эффект, как, говорят, имеют большой «relaxivity», что увеличивает визуальный контраст между целевым органом и окружающей тканью.
Большинство МРТ контрастирует, агенты основаны на гадолинии, у которого имеется довольно высокий relaxivity. Эти агенты в большинстве случаев выделяются почками в течение примерно получаса, так, они не смогут употребляться у людей с определенными типами болезней почек, по причине того, что гадолиний будет расти и усиливать почечное повреждение. Некоторых агентов такого же мнения придерживаются возможно небезопасными применять в младенцах.«Гадолиниевые агенты непременно в большинстве случаев употребляются, клинически», говорит Джейсанофф. «Но у людей вправду имеется кое-какие опасения безопасности по поводу них, не обращая внимания на их широкое применение.
Был интерес к попытке противопоставить агентов «не гадолиний, содержащий»».Менее довольно часто применяемый контрастные агенты, сделанные из наночастиц окиси железа, каковые вычисляют пара более надёжными, по причине того, что тело уже содержит железо.
Но кое-какие из них кроме этого сравнительно не так давно произвели неприятности безопасности.Как вероятная альтернатива, ученые постарались развивать агентов неметалла, таких как органические радикалы, каковые являются органическими соединениями, каковые не соединили электроны. Но эти комплексы имеют тенденцию быть весьма нестабильными, так, они в большинстве случаев ломаются на кровоток в течение мин.. Помимо этого, у этих молекул в большинстве случаев имеется лишь один несоединенный электрон, так, они не создают столько же контраста МРТ какое количество железные вещества.
В изучении, размещённом в 2014, его коллеги и Джонсон пробовали улучшить relaxivity nitroxide радикалов, собирая их в структуру, известную как полимер ершика. Это улучшило их стабильность и relaxivity, но не хватает для отображения за долгосрочные периоды, которое довольно часто нужно в отображении рака. В новой газете исследователи загрузили nitroxide молекулы в второй тип структуры полимера, известной как звездный полимер руки щетки (BASP).
Эта структура складывается из многих цепей полимера, устроенных так, дабы у сферической частицы было гидрофильное (завлекающее воду) ядро, окруженное гидрофобной (отражающей воду) раковиной.Исследователи нашли, что создание высокой плотности nitroxide молекул в интерфейсе между ядром и раковиной наночастиц существенно увеличило МРТ relaxivity полной частицы к уровню, подобному тому из основанных на металле агентов.Раковина полимера кроме этого защищает радикалов от того, дабы быть сломанным на кровоток.
Частицы достаточно стабильны, дабы продолжаться в кровотоке в течение максимум 20 часов, достаточно продолжительно накапливаться в опухоли у мышей. Исследователи кроме этого продемонстрировали, что nitroxide BASP наночастицы не вредны для мышей кроме того в больших дозах.
Долговременный контрольДжонсон говорит, что эти частицы могли быть созданы, дабы нести наркотики, и МРТ противопоставляют агента, что разрешил бы, дабы долговременное отображение опухоли осуществляло контроль, уменьшает ли препарат его. Он кроме этого трудится с исследователями в Университете Коха MIT Интегральных Изучений рака, дабы приложить контрастные частицы агента к антителам, каковые помогли бы им быть нацеленными на определенные клетки для отображения и вероятно доставки лекарственных средств.
Вторая возможность прилагает контрастное вещество к иммуноцитам, спроектированным, дабы напасть на опухоль больного, разрешая клеткам быть прослеженной в теле. «Мы пробуем сделать частицы, каковые мы можем состыковать на клетках и после этого замечать, что клетки перемещаются в естественных условиях», говорит Джонсон.Его лаборатория кроме этого трудится над улучшенными предположениями контрастного агента, у которых имеется еще более высокая плотность nitroxide, так улучшая их relaxivity и увеличивая контраст МРТ еще больше.