Одна наночастица – шесть исследовательских методик
 Изображение разработанных наночастиц, полученное при помощи просвечивающего электронного микроскопа. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Предложенные учеными из University of Buffalo (США), University of Pennsylvania (США) а также их коллегами из Harbin Institute of Technology (Китай) наночастицы в среднем имеют диаметр 74 нм. Каждая из них состоит из двух частей: ядра и оболочки из порфирин-фосфолипида. Составные части наночастиц обладают своими свойствами, способствующими визуализации в различных режимах.
Основной компонент, изначально разработанный для фотонной ап-конверсии, при облучении светом в ближнем инфракрасном диапазоне флуоресцирует голубым цветом, что потенциально дает возможность визуализировать глубоко расположенные объекты. В дополнение ядро, содержащее иттербий, дает возможность проводить КТ-визуализацию. Внешняя оболочка наночастиц обладает биофотонными свойствами, что делает их пригодными для использования во флуоресцентных и фотоаккустических методиках отображения. Также сродство порфириновой оболочки с медью дает возможность легко покрывать наночастицы радиоактивной медью-64 для использования в рамках люминесцентных методик отображения.
Первоначальную проверку предложенных наночастиц исследователи провели в пробирке, а затем использовали полученный контраст для визуализации внутренней структуры филе индейки (для определения затухания сигнала в зависимости от глубины его проникновения). Филе индейки было выбрано в качестве среды, близкой по структуре к тканям молочной железы человека (отображение лимфатических узлов на данный момент является первостепенной задачей при выявлении рака молочной железы). Впоследствии наночастицы использовались для отображения лимфатических узлов живых мышей. Данный эксперимент продемонстрировал огромный потенциал комплексного подхода к исследованиям: фотоаккустическая томография дает информацию о кровеносных сосудах, в то время как КТ предоставляет данные о локальной структуре костной ткани. Совмещение методик позволяет одновременно получить информацию и о глубоко расположенных тканях, и о поглощении наночастиц клетками. Как отмечают сами ученые, дополнительное преимущество визуализации при помощи наночастиц, состоящих из ядра и оболочки, заключается в возможности получать данные в различных масштабах, от одиночных молекул до целых живых клеток и органов тела.
Стоит отметить, что при всем разнообразии доступных с таким контрастом исследовательских методик, предложенные наночастицы не дороги и просты в изготовлении (по сравнению с другими контрастными агентами). К сожалению, агрегата, способного получать все шесть вариантов изображений одновременно, на данный момент не существует. Однако исследователи надеются, что в скором времени будет разработан инструментарий, способный использовать хотя бы часть потенциала наночастиц, поскольку работы в этом направлении ведутся довольно давно. Интеграция даже нескольких отдельных инструментов визуализации в едином корпусе уже может быть пригодна для клинического использования. Правда, до перехода к использованию данных наночастиц в рамках исследований организма человека необходимо будет провести их тестирование на предмет безопасности.
Помимо упомянутого тестирования наночастиц в ближайшее время научная группа планирует искать другие приложения для разработанных наноструктур. Одно из возможных направлений – попытка добавить на поверхность наночастиц еще одну молекулу, которая обеспечит накопление частиц в раковых клетках и более четкое отображение опухолей.
Подробные результаты работы опубликованы в журнале Advanced Materials.
Также по теме:
- Полимерные частицы могут стать хорошим акустическим контрастом
- Разработана методика визуализации самоорганизации белковых молекул
- Обнаружен химический агент, который в рамках методов молекулярной визуализации способен выявлять течение процесса опухолевого ангиогенеза
- Молекулярная визуализация может быть использована для диагностики болезни Альцгеймера
- Наночастицы демонстрируют свой истинный цвет
Источники: