Двухкомпонентный зонд помог с очень высокой чувствительностью обнаружить опухоли мозга у мышей.
Схема применения методики TMERT / © Li, Wang et al., Nature Nanotechnology 2020
Для лечения рака крайне важно обнаруживать опухоли как можно раньше. Новая методика, разработанная исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе, дает возможность использовать магнитно-резонансную томографию для выявления даже очень маленьких опухолей в нормальной ткани. Статья о разработке опубликована в Nature Nanotechnology.
Новая техника основана на эффекте магнитно-резонансной настройки, который проявляется при взаимодействии двух наноразмерных магнитных элементов: один из них усиливает сигнал, а второй его гасит. При этом степень затухания сигнала зависит от расстояния между этими элементами.
Исследователи создали двухкомпонентный зонд для проведения МРТ, который генерирует два сигнала, взаимно подавляющих друг друга и усиливающих контраст между нормальной и опухолевой тканью. Первый компонент этого зонда — хелатный комплекс феофорбида А с двухвалентным магнием (P-Mn), сложное металлорганическое соединение с парамагнитными свойствами. Второй — суперпарамагнитная частица оксида железа (SPIO).
Оба типа частиц «упакованы» в липидную оболочку, удерживающую их вместе. Находясь близко друг к другу, P-Mn и SPIO почти мгновенно гасят сигнал «партнера». Когда такой зонд попадает в опухолевую ткань, оболочка распадается, высвобождая компоненты. SPIO и P-Mn разделяются, и проявляются оба сигнала.
Авторы методики назвали ее TMERT (two-way magnetic resonance tuning, двусторонняя магнитно-резонансная настройка). Использование двухкомпонентных наночастиц в сочетании со специально разработанным программным обеспечением позволило исследователям с очень высокой чувствительностью выявлять опухоли головного мозга у модельных мышей.
Для большинства МРТ-зондов сигнал от опухоли примерно в два раза сильнее, чем от нормальной ткани. Используя новый нанозонд, ученые смогли получить соотношение «опухоль — норма», равное 10.
Методика TMERT позволит значительно улучшить качество диагностики опухолей, особенно на ранних стадиях патологического процесса. Ученые планируют подать заявку на одобрение разработки для клинического использования. Но перед этим исследователям необходимо провести масштабные токсикологические исследования.
Ранее мы писали о том, что ученые из Японии создали «опухоль на чипе» для испытания противораковых препаратов, а бессимптомный рак гортани сумели обнаружить благодаря анализу слюны.
