Сотрудники Института органической и физической химии имени А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН вместе с коллегами разработали новые высокоэффективные наночастицы, которые могут использоваться для ранней диагностики рака методом ядерной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Работа была проведена в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), а ее результаты были опубликованы в журнале New Journal of Chemistry.

Ученые создали коллоидно-устойчивые биосовместимые наночастицы на основе комплексов гадолиния, способных более эффективно, чем коммерчески доступные реагенты, увеличивать «позитивную» контрастность изображения в ядерной магнитно-резонансной томографии (МРТ).

«Современная магнитно-резонансная томография (МРТ) представляет собой неинвазивный (без нарушения целостности органов) метод визуализации тканей и органов человеческого организма. Благодаря использованию волн радиочастотного диапазона и магнитного поля МРТ является безопасным методом, получившим широкое распространение в медицинской практике для диагностики опухолевых заболеваний, среди которых находятся различные формы рака. Важной особенностью метода является высокая чувствительность по отношению к небольшим очагам заболевания, что позволяет обеспечить раннюю диагностику раковой опухоли и, соответственно, увеличить вероятность излечения пациента. Поэтому создание новых, более эффективных и безопасных контрастных агентов — актуальная задача, для решения которой необходимы мультидисциплинарные исследования по созданию новых наноматериалов», — рассказала Асия Мустафина, один из авторов статьи, руководитель проекта РНФ, доктор химических наук, заведующий лабораторией Института органической и физической химии имени А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН.

Диагностический потенциал МРТ можно повысить путем предварительного введения в организм контрастных агентов (КА), которые повышают различие между здоровыми и больными органами и тканями, благодаря чему можно обнаружить и локализовать раковую опухоль. Также они показывают состояние функционирования органа или кровотока.

Начиная с 1987 года, когда был зарегистрирован первый контрастный агент, более трехсот миллионов инъекций было введено внутривенно миллионам пациентам по всему миру. Однако, несмотря на тридцатилетнюю историю применения в медицинской практике и разработку новых более эффективных контрастных агентов, в некоторых случаях были зарегистрированы недостатки используемых контрастных агентов. В медико-диагностических целях в качестве клинических контрастных агентов используют гадолиний-содержащие препараты. Между тем, применение соединений гадолиния и других металлов в организме имеет свои особенности. Это связано с токсичностью гадолиния для человеческих тканей, что может привести к заболеваниям почек и нарушениям со стороны нервной системы. Для того чтобы минимизировать негативные последствия использования гадолиний-содержащих препаратов или избежать их, необходимо снизить вводимые в организм концентрации при сохранении либо увеличении контрастирующей способности.

Ученые создали новый нетоксичный положительный контрастный агент для компьютерной томографии с рекордными магнитно-релаксационными характеристиками. Так, коммерческие контрастные агенты имеют магнитную релаксивность на уровне 4-8, а полученный в данной работе имеет релаксивность на уровне 100. Соответственно, для получения одинакового эффекта контрастирования необходимую концентрацию агента с высокой релаксивностью нужно понизить примерно в 20 раз. Понижение концентрации контрастного агента, в свою очередь, является предпосылкой уменьшения побочных токсических эффектов на живой организм. Основой для нового контрастного агента является комплекс гадолиния с наноразмерным неорганическим анионом, так называемым кеплератом. Капсулирование данного комплекса в наночастицы типа «ядро-оболочка», где в качестве оболочки выступает биодружелюбный полимер, привело не только к понижению его токсичности, стабильности во времени, биосовместимости с живым организмом, но и увеличению релаксивности и эффекта контрастирования.

«На сегодняшний день имеется всего несколько аналогов с близкими функциональными характеристиками. Конечно, пока трудно сказать, какой из разработанных препаратов получит практическое применение в медицинской практике, поэтому полученный результат — только первый шаг на этом пути», — заключила Асия Мустафина.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Казанского федерального университета, Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН и Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева.

Источники

Российские ученые создали наночастицы для ранней диагностики рака
Margust (gazeta-margust.ru), 06/09/2017
Российские ученые создали наночастицы для ранней диагностики рака
Газета.Ru, 06/09/2017
Российские ученые создали наночастицы для ранней диагностики рака
Новости@Rambler.ru, 06/09/2017
Российские ученые создали наночастицы для ранней диагностики рака
Российский научный фонд (рнф.рф), 06/09/2017
Российские ученые разработали новый метод диагностики рака
Новосибирские новости (nscn.ru), 07/09/2017
В России создан новый тип наночастиц доля ранней диагностики рака
Лекобоз (lekoboz.ru), 07/09/2017
Ученые из Казани и Новосибирска разработали новый метод ранней диагностики рака
Top100News (cmk1.ru), 06/09/2017
Российские ученые создали наночастицы для ранней диагностики рака
Top100News (cmk1.ru), 06/09/2017
Ученые создали наночастицы для диагностики рака
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 07/09/2017
Наночастицы в оболочках сделают МРТ четче и безопаснее
Индикатор (indicator.ru), 07/09/2017
Российские ученые создали эффективные наночастицы для ранней диагностики рака
Российская академия наук (ras.ru), 07/09/2017
Российские ученые создали эффективные наночастицы для ранней диагностики рака
Polpred.com, 12/09/2017

Похожие новости

  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    1133
  • 15/11/2017

    Учёные обнаружили у нескольких морских существ вещества, способные уничтожать раковые клетки

    ​Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе со своими коллегами из Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН), а также из ведущих онкологических клиник Германии и Швейцарии обнаружили в составе ряда морских организмов (гидробионтов) уникальные вещества, способные уничтожать опухолевые клетки.
    1221
  • 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.
    3188
  • 07/06/2019

    АлтГУ и ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН развивают сотрудничество

    Опорный Алтайский государственный университет с визитом посетила делегация Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук во главе с директором ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», членом-корреспондентом РАН, д.
    815
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    2792
  • 25/10/2019

    Василий Ярных: благодаря РНФ наше направление науки развилось в России просто с нуля

    ​Недавно стало известно, что нейробиологи из Томска под руководством профессора Василия Ярных планируют использовать новый подход для исследования повреждений головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона.
    690
  • 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.
    77
  • 06/12/2017

    АлтГУ разрабатывает инновационные лекарственные препараты в рамках стратегического проекта

    ​Алтайский государственный университет активно реализует стратегический проект по внедрению инновационных методов получения и использования лекарственного сырья природного происхождения и лекарственных средств на его основе.
    1736
  • 30/11/2018

    ​Конгресс «Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания»

    ​Конгресс «Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания» в третий раз объединил ведущих российских и зарубежных ученых и клиницистов, которые представили передовые подходы в области изучения и лечения аутоиммунных и иммунодефицитных заболеваний.
    2171
  • 06/09/2017

    Как быть молодым учёным и не стать нищим молодым учёным

    ​О жизни молодых учёных можно услышать разные истории, зачастую противоположные. Например, что им тяжело выживать на маленькую зарплату и они никому не нужны или что они живут неплохо, ездят в командировки в разные страны, выступают на международных конференциях.
    1614