Hronične bolesti jetre kao što su hepatitis, ciroza jetre i hepatocelularni karcinom su glavni uzrok morbiditeta i mortaliteta širom sveta. Fibroza – zadebljanje i ožiljci vezivnog tkiva – igra glavnu ulogu u ovim oboljenjima jetre, ali otkrivanje fibroze je ograničeno na biopsiju, koja pati od ograničenja uključujući rizik od komplikacija, uzorkovanje samo malog dela jetre i nemogućnost da se serijski pratiti progresiju bolesti zbog njene invazivne prirode.
Da bi obezbedili bolju dijagnozu i lečenje hroničnih oboljenja jetre, istraživači rade na tome da koriste neinvazivnu magnetnu rezonancu (MRI) za otkrivanje i kvantifikaciju fibroze jetre u celom organu, što bi omogućilo ranije otkrivanje i mogućnost praćenja progresije bolesti. kao efekti lečenja tokom vremena.
Prilagođavanje MRI za otkrivanje hroničnih stanja kao što je fibroza uključuje razvoj tkivno specifičnih MRI kontrastnih agenasa koji ciljaju obolelo tkivo kao što je kolagen koji se akumulira u fibrotičnoj jetri. Da bi razvili takve agense, istraživači su bili pred izazovom da dizajniraju i sintetišu jedinjenja koja moraju da pronađu i vezuju cilj tkiva, da obezbede jak signal pod MRI i brzo se uklone iz sistema kako bi minimizirali bilo kakvu toksičnost.
Sada je istraživački tim na čelu sa dr Moungi G. Bavendijem sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu i dr Piterom Karavanom u Opštoj bolnici u Masačusetsu razvio kontrastno sredstvo zasnovano na nanočesticama sa svojstvima neophodnim za uspešno koristite MRI za ciljanu dijagnozu fibroze jetre.
Tim uključuje istraživače sa Instituta za inovacije u imidžingu u Opštoj bolnici u Masačusetsu i Harvard Medical School i naučnike iz Collagen Medical u Bostonu. Studija je objavljena u časopisu Proceedings of the National Academi of Sciences.
„Ovaj rad se bavi nezadovoljenom kliničkom potrebom za neinvazivnom dijagnostikom za otkrivanje fibroze koja se razvija u brojnim poremećajima jetre“, objasnio je Guoiing Liu, dr., direktor programa magnetne rezonance na Nacionalnom institutu za biomedicinu. Imaging i bioinženjering (NIBIB), koji je podržao studiju. „Tim je konstruisao jedinjenje koje ispunjava precizne specifikacije potrebne za ubrzanje potencijalne upotrebe ove vrste agensa za snimanje u klinici.“
Novo kontrastno sredstvo se zove jednonanometarski peptid koji vezuje kolagen gvožđe oksid (SNIO–CBP), koji opisuje dva različita funkcionalna dela molekula. SNIO je jedan nanometarski (veoma mali) molekul oksida gvožđa koji obezbeđuje veoma visok kontrast koji se lako može detektovati MRI. CBP je deo konstrukcije nanočestica koji cilja i vezuje se za kolagen u fibroznom tkivu u jetri.
Mala veličina čestice omogućava joj da se kreće iz krvotoka u tkiva gde se ciljana komponenta čestice – CBP – vezuje za kolagen koji se nalazi u fibrotičnoj jetri i stoga izbegava nespecifično vezivanje za zdrava tkiva. Oksid gvožđa ima željeni efekat promene magnetnog okruženja okolnih protona, obezbeđujući snažan signal za stvaranje slike sa MRI.
Tim je testirao SNIO-CBP na dva modela miša koji liče na fibrozu jetre izazvanu toksinom i ishranom. Rezultati su bili izuzetno obećavajući sa SNIO-CBP pružajući robusnu sliku specifičnu za kolagen u oba mišja modela fibroze. Važno je da su slike dobijene 15 minuta nakon davanja u krvotok, što je bilo izuzetno brzo u poređenju sa drugim sličnim eksperimentalnim agensima kojima su bili potrebni sati do dani da se akumuliraju u ciljnom tkivu i daju MRI sliku, što onemogućava praktičnu upotrebu u klinici.
SNIO–CBP je takođe imao povoljne karakteristike u smislu niskog pozadinskog signala u okolnom normalnom tkivu jetre, kao i brzog klirensa iz bubrega. Brzo uklanjanje iz sistema smanjuje potencijalnu toksičnost kontrastnog sredstva, što je posebno važno kod pacijenata sa oboljenjem jetre ili bubrega.
„Ovo jedinjenje uspešno kombinuje superiorne magnetne karakteristike potrebne za snažan MRI signal sa brzim, specifičnim akumulacijom u ciljnom tkivu“, objasnio je Bavendi. „Sada imamo molekularnu platformu za sintetizaciju tkivno specifičnih MRI kontrastnih sredstava, što je veliki korak ka dodavanju veoma vrednog neinvazivnog dijagnostičkog alata za hronične bolesti jetre koji će biti primenljiv i na širok spektar drugih bolesti.“
