Инновационный «эластичный» контраст для МРТ
Исследователи из института Лейбница (FMP) разработали методику получения качественных сканов МРТ, для которой требуется менее контрастная среда, по сравнению с современными методами. В основе методики лежит использование эластичной структуры белковой природы. Это стало возможным благодаря использованию «эластичной» белковой структуры, которая способна избирательно поглощать ксенон из крови и, таким образом, достаточное количество ксенона обеспечивает лучшее контрастирование тканей.
В настоящее время магнитно-резонансная томография (МРТ) - это наиболее оптимальный метод диагностики заболеваний и контроля лечения. МРТ создает изображения срезов человеческого тела без использования каких-либо вредных излучений, за счет воздействия на молекулы воды в тканях. Однако МРТ не очень чувствительный метод и нуждается в высокой концентрации молекул для поглощения полезного сигнала. Контрастирование при МРТ исследованиях часто используется для улучшения диагностики, с целью более четкого выявления специфических изменений, таких как опухоли.
Однако контрастирование не позволяет значительно увеличить чувствительность МРТ, и визуализация многих клеточных биологических маркеров не всегда возможно. Помимо этого, безопасность некоторых контрастных веществ, содержащих гадолиний, в настоящее время является предметом все большего обсуждения. В течение некоторого времени исследователи работали над созданием контрастных веществ на основе инертного газа ксенона. Группа использует мощные лазеры, с помощью которых ксенон искусственно намагничивается, а затем - даже в небольших количествах - генерирует измеримые сигналы. Чтобы обнаружить специфические клеточные маркеры заболевания, ксенон должен быть связан с ними в течение короткого времени. Доктор Лейф Шредер из института Лейбница (FMP) и его команда изучили новый класс контрастных материалов, которые обратимо связывают ксенон. Это полые нанометровые белковые структуры, которые вырабатываются некоторыми бактериями, чтобы регулировать глубину. Исследовательская группа, в сотрудничестве с Михаилом Шапиро из Калифорнийского технологического института, презентовала эти «газовые пузырьки" некоторое время назад, как контрастные вещества МР. Однако было не до конца понятно, насколько они могут насыщаться ксеноном.
В исследовании, которое было опубликовано в журнале ACS Nano, обе группы отметили, что эти пузырьки образуют почти идеальную контрастную среду за счет гибкого реагирования на уровень ксенона. «Структура белка пузырьков имеют форму пористой стенки, через которую ксенон может протекать внутрь и наружу. В отличие от стандартных контрастов, газовые пузырьки всегда поглощают из окружающей среды определенную часть ксенона ", сообщает доктор Лейф Шредер. Эта характеристика может быть использована в МРТ-диагностике, поскольку для получения более детальных сканов необходимо использовать большее количество ксенона. Газовые пузырьки, с другой стороны, автоматически заполняются большим количеством ксенона, когда это предлагается окружающей средой.
«Они действуют как своего рода воздушный шар, у которого есть снаружи насос. Если пузырек «надувается» атомами ксенона, втекающими в него, его размер не меняется, но увеличивается давление – подобно шине велосипеда», - объясняет доктор Лейф Шредер. В связи с тем, что в пузырьки проходит гораздо больше ксенона, чем в обычных контрастных средах, атомы ксенона могут гораздо лучше обнаруживаться после того, как они покидают пузырь и дают изменение сигнала МР.За счет этого, контрастирование на сканах значительно превышает фоновый шум и качество визуализации увеличивается. Такие свойства новой методики контрастирования могут быть использованы для обнаружения даже низких концентраций маркеров заболеваний.