Неинвазивная МРТ-визуализация роста опухолевых сосудов с помощью наноразмерных контрастных агентов

Образование новых кровеносных сосудов, известное как ангиогенез, имеет решающее значение для постоянного роста опухоли и ее метастазирования. В последнее время клинически доступные методы лечения, подавляющие рост таких сосудов, позволили улучшить выживаемость пациентов при некоторых формах рака. Точное выявление и количественная оценка роста кровеносных сосудов без использования хирургии значительно дополнят применяемые в настоящее время методы лечения, позволят врачам оценивать их эффективность и корректировать их по мере необходимости.

В исследовании, опубликованном в журнале Experimental Biology and Medicine, Чейз Кессинджер (Chase Kessinger) и его коллеги применили нанотехнологии, материаловедение и возможности MPT для создания наноразмерных датчиков, дающих возможность неинвазивно визуализировать и количественно оценивать рост кровеносных сосудов опухоли в доклинической модели. Работа была проведена в сотрудничестве с Джинминь Гао (Jinming Gao) и другими коллегами в Юго-западном медицинском центре (Southwestern Medical Center) Техасского университета (University of Texas – UT) в Далласе.

«Визуализация опухолевого ангиогенеза важна для ранней диагностики, стратификации опухоли и оценки результатов применения антиангиогенных лекарственных препаратов. Применяемый в настоящее время клинический метод визуализации ангиогенеза использует МРТ с динамическим контрастным усилением с помощью небольших молекул контрастных веществ. Метод основан на измерении способности контрастных веществ проникать в точно установленные солидные опухоли и не является достаточно специфичным для определения начала образования кровеносных сосудов. Функциональные нанодатчики двойного назначения помогают визуализировать специфические для ангиогенеза опухолевые маркеры, присутствующие в повышенных количествах в сосудистой системе опухоли на ранней стадии ангиогенеза», - говорит доктор Гао.

Опираясь на нанотехнологии, ученые создали суперпарамагнитные мицеллярные нанодатчики (50-70 нм в диаметре) со значительно улучшенной по сравнению с молекулами контрастных веществ чувствительностью к ним МРТ. Поверхность нанодатчиков функционализирована интегринами – циклическими пептидами, способными избирательно связываться с гиперэкспрессируемыми на эндотелиальных клетках опухоли рецепторами. Нанодатчики имеют и флуоресцентный компонент, используемый для проверки адресности доставки к эндотелиальным опухолевым клеткам. Проведенное на раковых клетках исследование подтвердило увеличение поглощения таких нанодатчиков по сравнению с не ориентированными наночастицами. Для визуализации накопления мицеллярных нанодатчиков в опухолях исследователи в сотрудничестве с доктором Масая Такахаси (Masaya Takahashi) и его коллегами из Научно-исследовательского центра перспективных методов визуализации (Advanced Imaging Research Center) Юго-западного медицинского центра UT использовали 3D-визуализацию с высоким разрешением.

«Обычные методы визуализации ангиогенеза основаны на оценке «горячих точек» плотности на 2D-изображениях. 3D-метод с высоким разрешением позволяет связать отдельные «горячие точки» на 2D-срезах в 3D системные структуры, что значительно повышает точность идентификации сосудов и их количественной оценки», - комментирует разработку доктор Гао.

На доклинических моделях опухолей у животных МРТ-визуализация адресных контрастных датчиков усилила васкулязированные сетевые структуры на 3D-изображениях опухолей. Улучшенная визуализация позволяет проводить более точную количественную оценку ангиогенеза опухоли. Результаты показали значительное усиление контрастной специфичности ангиогенных сосудов при использовании адресных нанодатчиков по сравнению с не целевыми мицеллами. Такие адресные нанодатчики могут оказаться полезными при проектировании контрастного датчика для клинической диагностики опухолевого ангиогенеза.

«Объединив нанотехнологии, материаловедение и возможности метода МРТ, Кессинджер и его коллеги создали наноразмерный датчик, способный неинвазивно визуализировать и количественно оценивать рост опухолевых сосудов в доклинической модели. Это должно стать важным инструментом для клинического наблюдения за опухолевым ангиогенезом», - считает главный редактор журнала Experimental Biology and Medicine Стивен Р. Гудман (Steven R. Goodman).

Источник: www.lifesciencestoday.ru