Российские химики разработали органический препарат, применяемый врачами перед сеансом магнитно-резонансной томографии с использованием контрастных веществ. Ученые модифицировали белок плазмы крови альбумин, внедрив в него молекулы нитроксильных радикалов. От предыдущих аналогичных препаратов новый отличается тем, что не содержит токсичных металлов в составе и создан на органической основе, а также сильнее увеличивает точность МРТ. О своей работе ученые сообщили в журнале Molecules. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда. 

Стандартный метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на явлении ядерного магнитного резонанса атомов водорода. Метод основан на явлении ядерного магнитного резонанса, связанного с особенностями магнитных свойств некоторых ядер, в первую очередь водорода. Сперва мощное постоянное магнитное поле выстраивает направление магнитных моментов ядер – спинов. Затем под воздействием переменного магнитного поля они начинают двигаться, что создает электромагнитный сигнал, который фиксирует томограф и на его основе создает изображение изучаемого объекта. Ткани по-разному насыщены водородом, а потому при измерении электромагнитного отклика области организма будут отличаться. Лучше всего МРТ подходит для анализа органов, в которых содержится больше всего воды, например мозга или кровеносных сосудов. Но иногда этот способ приходится применять и для других частей тела, и пациенту прописывают курс специальных препаратов, улучшающих «видимость» для аппарата МРТ. В частности, такой подход используется при поиске мелких метастазов. Однако подобные препараты содержат в своем составе токсичный металл гадолиний, поэтому Европейское агентство лекарственных средств ограничило для врачей доступ к этим веществам — теперь введение контрастных препаратов возможно только в маленьких дозах и в случаях, когда контрастная томография необходима.

«Химики давно заметили потенциал органических препаратов для проведения контрастной МРТ. Наша научная группа поставила себе задачу — найти органическое вещество, соответствующее четырем параметрам: оно должно присутствовать в норме в организме пациента, у него должна быть маленькая действующая концентрация, высокая растворимость и совместимость с организмом. В результате мы выбрали сывороточный альбумин человека — белок, содержащийся в крови и спинномозговой жидкости. Препараты на основе альбумина использовались для МРТ и раньше, но в своем исследовании мы решили развить потенциал этого белка. Совместив пространственно затрудненные для влияния посторонних факторов нитроксильные радикалы и сывороточный альбумин, мы получили четыре разновидности нашего препарата HSA-NIT», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Игорь Григорьев, доктор химических наук, заведующий лабораторией азотистых соединений Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова.
В ходе испытаний ученые проверяли устойчивость препарата и показали его низкую токсичность на уровне природного белка. Известно, что нитроксильный радикал восстанавливается в организме постепенно при помощи природных восстановителей — по этому параметру HSA-NIT превосходит своих предшественников в разы. Также ученые отметили, что белок в составе препарата выводится из крови человека в течение 25 дней — в случае металлосодержащих контрастных веществ за такое время у пациента могло бы ухудшиться здоровье из-за их токсичности, но при использовании HSA-NIT такого риска нет, и окно для съемки МРТ увеличивается.

Исследование российских химиков показало, что использование сывороточного альбумина при создании контрастных препаратов поможет улучшить продуктивность и точность процесса МРТ. Ученые считают, что в будущем возможно сильно увеличить количество нитроксильных радикалов в препарате, чтобы продолжить усовершенствование МРТ с применением контрастных веществ, ведь даже нынешней точности томографии может не хватать для диагностирования некоторых заболеваний. Следующей целью исследователей станет разработка новых конъюгантов, для большего контрастирования тканей пациента.

В исследовании принимала участие лаборатория биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН.

Похожие новости

  • 14/07/2020

    Сибирские ученые разрабатывают антираковые препараты нового поколения на основе альбумина

    ​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН в сотрудничестве с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Новосибирского института органической химии им. Н.
    1040
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    2006
  • 16/01/2019

    Новосибирские ученые выявили механизмы сохранения структуры ДНК при оксидативном стрессе

    ​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН выявили новые механизмы, благодаря которым ДНК сохраняет свою структуру при оксидативном стрессе. Эти знания представляют огромный фундаментальный интерес, а кроме того, могут быть использованы для создания лекарств против рака и других болезней.
    1305
  • 19/06/2020

    Сибирские ученые усилили противоопухолевые препараты

    Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с сотрудниками Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН усилили действие клинических препаратов, которые применяют для лечения рака прямой кишки и легких.
    559
  • 12/12/2017

    Новосибирские и московские ученые разработали антитела для диагностики грибковых заболеваний

    ​Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с коллегами из Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН создали новый высокоэффективный диагностикум аспергиллезов, который поможет отличить эти заболевания от других подобных и быстро подобрать правильное лечение.
    1186
  • 09/04/2019

    Сибирские ученые оптимизируют работу электронных дисплеев органическими полупроводниками

    ​Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) займутся исследованием свойств органических полупроводников (материалов, используемых в электронике), чтобы повысить эффективность используемых сейчас электронных дисплеев, сообщил ТАСС руководитель лаборатории органической оптоэлектроники НГУ Евгений Мостович.
    1636
  • 13/08/2020

    Экстракты из хвои сосен успешно борются с бактериями

    ​Уже давно известно, что воздух в хвойных лесах насыщен фитонцидами – веществами, способными поражать опасные микроорганизмы. Да и сами зелёные иголки давно входят в состав природной аптечки. И тем не менее учёные продолжают активно изучать хвою, и она не разочаровывает их своими свойствами.
    420
  • 29/04/2019

    Физики планируют в 2022 году завершить работы по модернизации источника нейтронов для проведения бор-нейтронозахватной терапии

    В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) завершился очередной этап модернизации ускорительного источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). В результате проведенных работ ток протонного пучка увеличили с 5 до 8,5 мА (миллиампер) – в будущем это позволит снизить почти в два раза время облучения пациентов.
    1126
  • 29/01/2020

    Новосибирские ученые исследуют действие холодной плазмы на раковые клетки

    Совместный проект Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Института теоретической и прикладной механики СО РАН направлен на развитие оригинального метода противораковой терапии с использованием холодной плазменной струи.
    880
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    4050