Новости химической науки > Органический контраст для МРТ протестирован на мышах

Для получения более четких изображений органов с помощью магнитно-резонансной томографии доктора и исследователи часто вводят пациентам в кровь так называемые контрастные агенты.

Наиболее распространенные контрасты для МРТ обычно содержат гадолиний, однако ученые пытаются найти альтернативы, состоящие полностью из органических соединений – производные гадолиния могут стать причиной серьезных побочных эффектов у пациентов с почечной недостаточностью.

Исследователям удалось разработать новый органический контрастный агент, работа которого основана на выделении нитроксидных радикалов, работа которого была успешно продемонстрирована на живых мышах.

Мурали Кришна (Murali C. Krishna) из Национального Института Исследования Рака США отмечает, что как и гадолиний, нитроксидные радикалы парамагнитны. Это сходство давало ученым повод надеяться на то, что эти радикалы могут выступать в качестве органических контрастных агентов, однако исследование в этой области развивалось не так динамично, как хотелось бы – физиологическая среда в организме человека способствует восстановлению нитроксидов в гидроксиламины, которые не проявляют парамагнитной активности. Также, по сравнению с гадолинием радикалы отличаются низкой релаксационной эффективностью. Релаксационная эффективность представляет собой количественную меру влияния контрастного агента на ядра соседних молекул, главным образом – воды, это влияние усиливает сигнал МРТ.

Полипропилениминовый дендример, связанный со связанными нитроксильными радикалами и полиэтиленгликолевыми цепями могут стать альтернативой для контрастных агентов МРТ, в восстав которых входит гадолиний. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2012, DOI: 10.1021/ja3079829)

Для решения проблемы низкой релаксационной эффективности ряд групп пытался связать коммерчески доступные стабильные нитроксидные радикалы с дендримерами, однако контрасты такого типа тестировались только в ограниченной области – например, изучение образцов хрящей, а не на полноценном живом организме.

Андржей Райка (Andrzej Rajca) из Университета Небраски нашел способ разработать модифицированные контрастные агенты на основе органических радикалов. Для создания новых типов контрастов они синтезировали нитроксиды с объемными спироциклогексильными группами, понижавшими реакционную способность радикалов и продлевающими их жизнь в тете человека. Предварительные испытания на водных растворах показали, что восстановители реагируют с этими «экранированными» контрастами вдвое медленнее, чем с менее экранированными нитроксидами, применявшимися для пробных типов контрастов.

Исследователи связали экранирванные нитроксиды с дендримерами, однако полученная таким способом система не растворялась в воде. Для увеличения растворимости дендримеров в воде в состав этих разветвленных полимеров были введены гидрофильные полиэтиленгликолевые фрагменты.

Получившиеся в результате всех модификаций органические контрастные агенты отличались практически такой же релаксационной эффективностью, как и агенты на основе гадолиния. Было обнаружено, что после введения в кровоток лабораторных мышей действие агента длится в течение 90 минут, что вполне достаточно для практического применения новой системы в диагностике.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2012, DOI: 10.1021/ja3079829

метки статьи: #аналитическая химия, #медицинская химия, #новые материалы