Краситель на основе рения поможет диагностировать опухоль и ишемию на ранней стадии
Российские химики совместно с иностранными коллегами создали новую люминесцентную метку для ранней диагностики опухолей и ишемии тканей. Водорастворимый комплекс рения очень чувствителен к недостатку кислорода, сопровождающему эти нарушения, а также избирательно и прочно встраивается в коллагеновую сеть, что позволяет использовать его для исследований в режиме реального времени. Комплекс можно вводить при помощи инъекции — это менее травматично по сравнению с традиционными методами. Удобство применения и отличные характеристики разработки помогут упростить диагностику опасных заболеваний на самых ранних этапах.
Статья по проекту, поддержанному грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликована в журнале Advanced Science. Содержание кислорода в клетках и тканях критически важно для нормального функционирования аэробных организмов. Его недостаток (гипоксия) приводит к энергетическому голоданию клеток, снижению скорости обмена веществ и накоплению кислот в тканях, что, в свою очередь, вызывает чувство усталости, потерю мышечной силы и трудоспособности. В то же время гипоксия может быть своего рода индикатором различных заболеваний, таких как, например, инсульт, анемия, инфаркт и онкология.
В случае развития рака гипоксия — результат высокой скорости деления клеток и формирования нездорового кровоснабжения. Это своего рода защита опухоли — кислородное голодание блокирует выработку белков, в норме контролирующих рост новообразования. Вместе с тем ткани начинают подавать своего рода SOS-сигнал о нехватке энергии, что приводит к формированию новых кровеносных сосудов. Те питают рак, а также предоставляют ему комфортные пути для метастазирования. При этом содержание кислорода отличается как в разных частях новообразования, так и на разных этапах его развития.
Сегодня для определения локальной концентрации кислорода и связанных с ней характеристик опухолей наиболее распространено использование микроэлектродов, которые вводят в поврежденные органы специальной иглой. Несмотря на точность и оперативность, процедуру сопровождают кровотечение, возможность развития воспалительного процесса и очевидный дискомфорт для пациента.
Альтернативным подходом является развитие неинвазивных оптических методов диагностики. В качестве их инструментов химики разрабатывают светящиеся метки, которые вводят в кровь в виде специальных растворов, а затем «просвечивают» тело пациента и определяют границы раковых новообразований: насыщенность кислородом опухолевых и здоровых тканей различается в 1,5-7 раз — создаваемые метки светятся сильнее в условиях гипоксии. Однако несколько факторов ограничивают их применение в медицине.
«К таким меткам предъявляют ряд важных требований: низкая токсичность, хорошая растворимость в физиологических средах и достаточная стабильность. При этом для эффективного детектирования необходима люминесцентная метка с высоким квантовым выходом излучения, высокой чувствительностью к концентрации кислорода и возбуждением в диапазоне длин волн, обеспечивающем глубокое проникновение в живые ткани», — поделилась одна из авторов исследования Кристина Кисель, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры общей и неорганической химии Санкт-Петербургского государственного университета.
Российские ученые из Санкт-Петербургского государственного университета совместно с коллегами из университета Восточной Финляндии (Йоэнсуу) и Национального университета Тайваня (Тайбей) разработали новый класс комплексов рения, который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к меткам. Совместно с медиками из Национального университета Тайваня и университета Макао (КНР) они на практике проверили, как полученные соединения справятся с определением концентрации кислорода в биологических средах. Разработанные комплексы эффективно проникают через стенки сосудов, а затем прочно и специфично связываются с коллагеном. Это позволяет проводить длительные исследования.
Эксперименты на мышах показали, что с помощью синтезированного соединения можно не только отличать ткани опухоли (в данном случае меланомы) от здоровых тканей, но и регистрировать уровень насыщения тканей кислородом в областях, где много сосудов и где кровоснабжение отсутствует, как при ишемии. Ни одна другая метка ранее не показывала подобные результаты.
«Дальнейшее развитие данного направления исследований откроет возможность развернутой диагностики онкологических заболеваний и состояний, когда нарушается кровоснабжение тканей. В дальнейшем мы попробуем создать соединения рения, способные специфически связываться с определенными типами опухолей. Также в планах ввести в оболочку метки функциональные группы, реагирующие на изменение других важных физиологических параметров, например рН, что значительно расширит их диагностический потенциал», — добавила руководитель гранта РНФ Юлия Шакирова, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии Санкт-Петербургского государственного университета.
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно