Измерение поведения наночастиц в организме с помощью МРТ
Ключевым этапом разработки любого лекарства или контрастного агента для человека является измерение его абсорбции, метаболизма и выведения (ADME). Количественная оценка этих фармакологических свойств — сложный и длительный процесс, который становится ещё труднее, если препарат содержит наночастицы. Однако, используя магнитные свойства одного типа наночастиц, исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе продемонстрировали возможность быстрого измерения ADME с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).
В журнале Magnetic Resonance in Medicine команда под руководством Сэмюэля Уиклайна и Грегори Ланцы из Центра нанотехнологий онкологического центра Ситеман описала, как с помощью МРТ измерила свойства ADME у кроликов для наночастиц, нацеленных на молекулу αvβ3. Эта молекула присутствует на растущих кровеносных сосудах, например, вокруг опухолей и атеросклеротических бляшек. Для сравнения также измерили ADME для ненацеленных, но в остальном идентичных наночастиц. Оба типа частиц были загружены до 90 000 молекул гадолиния, что легко детектируется МРТ.
Перед сканированием животные получали диету, богатую холестерином, для стимуляции атеросклероза. После инъекции наночастиц животных сканировали на исследовательском МРТ-аппарате каждые 30 минут в течение 2.5 часов, а затем через 8.5, 12.5 и 24 часа. Сканирование фокусировалось на аорте для определения ADME в целевой области. Также брали образцы крови для расчёта ADME традиционными методами.
С помощью стандартного моделирования исследователи рассчитали многокомпартментальные фармакокинетические параметры для двух типов наночастиц. Данные показали, что общий уровень частиц в крови был почти одинаковым. Однако результаты МРТ чётко показали, что количество нацеленных наночастиц в аорте было в два раза выше, чем ненацеленных — результат, который невозможно получить стандартными методами ADME. Исследователи отмечают, что измерение локальных характеристик ADME с помощью МРТ, в дополнение к усреднённым данным по всему организму, станет increasingly important по мере продвижения целевых наночастиц к клиническим испытаниям на людях.
Исследование «Nanoparticle pharmacokinetic profiling in vivo using magnetic resonance imaging» было поддержано Альянсом по нанотехнологиям в онкологии NCI. В работе также участвовали специалисты Philips Medical Systems и Университета Миссури.