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

  • 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.
    669
  • 13/06/2017

    Лауреаты премии имени академика В.А. Коптюга 2017 года

    Премия имени выдающегося ученого академика Валентина Афанасьевича Коптюга, вице-президента Российской академии наук, председателя Сибирского отделения РАН, иностранного члена Национальной академией наук Беларуси учреждена с целью поощрения исследователей Республики Беларусь и Российской Федерации за достижение выдающихся результатов при выполнении совместных научных исследований в рамках межгосударственных программ, а также за совместные научные труды, научные открытия и изобретения, имеющие важное значение для науки и практики.
    312
  • 08/08/2017

    Ученые установили, что древние жители Алтая выращивали гигантских овец

    Ученые из Алтайского государственного университета (АлтГУ) совместно со специалистами из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН подготовили и осуществили палеогенетические исследования костных останков овец, обнаруженных на юге Западной Сибири при раскопках археологических памятников, которые датируются с помощью радиоуглеродного метода второй половиной III – началом II тыс.
    174
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    925
  • 20/10/2016

    Алтайский край приступает к реализации проекта в области селекции и семеноводства

    ​Алтайский государственный университет совместно с Федеральным исследовательским центром Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук примет участие в создании Сибирского селекционно-семеноводческого центра.
    834
  • 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.
    186
  • 29/06/2016

    Кровоизлияние в мозг - не приговор

    ​Каждый шестой человек с геморрагическим инсультом – кровоизлиянием в мозг, вызванным разрывом сосудов, умирает в машине скорой помощи. Риск кровоизлияния, приводящего к летальному исходу или тяжелым неврологическим последствиям, остается высоким даже после успешной операции на сосудах.
    1464
  • 26/05/2017

    ИЯФ СО РАН: адронная терапия для борьбы с опухолью

    Адронная терапия - облучение опухоли пучками протонов или тяжелых ионов - несмотря на долгую историю, остается одним из самых многообещающих направлений ядерной медицины. Адронная терапия требует точного расчета, а также большой гибкости и вариативности.
    311
  • 01/09/2016

    Генетика и геномика растений: совместные исследования более продуктивны

    ​Интервью с заведующим лабораторией молекулярной генетики Института биологии и биотехнологии растений Республики Казахстан, кандидатом биологических наук, ассоциированным профессором Ерланом Туруспековым, участником Международного научного симпозиума "Генетика и геномика растений для продовольственной безопасности" - Ерлан Кенесбекович, как Вы знаете, в нашей стране с 2013 года происходит реформа Российской академии наук.
    941
  • 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.
    442