CC BY
5ВКВО-2023 УМНИК-ФОТОНИКА
ДВУХМОДАЛЬНЫЙ КОНТРАСТНЫЙ АГЕНТ ДЛЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ С ДИНАМИЧЕСКИМ ИЗМЕНЕНИЕМ КОНТРАСТА
Грязнова О.Ю. 12,3*, Горин Д.А. 2, Деев С.М. 1
1 Институт биоорганической химии РАН им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А. Овчинникова, г. Москва 2 Сколковский институт науки и технологий, г. Москва 3 Пермская научно-производственная приборостроительная компания, г. Пермь * E-mail: [email protected] DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-322-322
Используемые в современной клинической практике методы получения Tj- и T2- взвешенных изображений на магнитно-резонансной томографии (МРТ) обладают рядом существенных недостатков. Естественная разница контраста между здоровой и патологической тканью часто недостаточна для обнаружения патологии. Для усиления контраста используются контрастные агенты. Так, используемые в качестве ^-агентов в клинической практике гадолиниевые хелаты могут высвобождать ионы Gd3+ с последующим накоплением в тканях мозга, мышц и др., вызывая апоптоз, замещение ионов Ca3+ в биохимических путях клеток и другие токсичные эффекты [1]. К основным проблемам ^-агентов можно отнести зачастую сильное перекрывание сигнала со стороны костей и сосудов и артефакты изображений, связанных с кальцификацией тканей, наличием тромбов и др.
Для улучшения точности диагностики на МРТ и снижения нагрузки на организм пациента в данной работе исследуется возможность создания двухмодального контрастирующего вещества на основе ионов трехвалентного железа, способного усиливать контраст как в Ti-, так и в ^-режиме. Несомненным плюсом разрабатываемого агента является меньшая токсическая нагрузка на организм, по сравнению с гадолиниевыми контрастными агентами, так как при разрушении наночастиц Fe3+ будет встраиваться в естественный пул железа организма. На данный момент, существуют лекарства на основе магнитных наночастиц для лечения железодефицитной анемии [2].
Одним из подходов к созданию двухмодальных агентов является использование структур на основе одного материала, которые при определенных условиях с течением времени могут выступать как T1-, так и ^-контрастное вещество. В данной работе используется именно такой подход. Металл-органические каркасные структуры (МОС) на основе трехвалентного железа и аминотерефталевой кислоты обладают динамическим переключением режима усиления контрастирования из Т1 в Т2 при деградации МОКС в физиологическом растворе, среде близкой к среде организма человека. Молекулярный механизм данного явления основывается на вытеснении органической компоненты МОКС (линкера) ионами раствора, в частности фосфат-анионами, приводя к уменьшению межатомного расстояния между атомами железа и изменению контрастных свойств.
Работа выполнена при финансовой поддержки Фонда содействия инновациям, а также Пермской научно-производственной приборостроительной компании.
Литература
1. Rogosnitzky, M., & Branch, S. (2016). Gadolinium-based contrast agent toxicity: a review of known and proposed mechanisms. Biometals, 29(3), 365-376
2. Alphandéry, E. (2019). Biodistribution and targeting properties of iron oxide nanoparticles for treatments of cancer and iron anemia disease. Nanotoxicology, 13(5), 573-596
322
№6 2023 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2023»
