Прорыв в МРТ: наноалмазы усиливают контрастность изображений

Исследование Северо-Западного университета показало, что соединение контрастного агента для магнитно-резонансной томографии (МРТ) с наноалмазом приводит к драматическому усилению интенсивности сигнала и, как следствие, к яркой контрастности изображения.

«Результаты — это не маленький шаг, а скачок, это событие, меняющее правила игры в чувствительности», — сказал Томас Дж. Мид. «Это контрастный агент на стероидах. Комплекс гораздо чувствительнее всего, что я видел».

Это первая опубликованная работа, в которой наноалмазы визуализируются с помощью технологии МРТ. Возможность визуализировать наноалмазы in vivo полезна в биологических исследованиях, где критически важна долгосрочная клеточная судьбо-картировка, например, для отслеживания бета-клеток островков Лангерганса или стволовых клеток.

Улучшенный контрастный агент

Исследователи разработали комплекс гадолиния(III)-наноалмаз, который в серии тестов продемонстрировал значительное увеличение релаксивности и, как следствие, значительное улучшение контрастности. Комплекс Gd(III)-наноалмаз показал более чем 10-кратное увеличение релаксивности — одни из самых высоких значений на один ион Gd(III), о которых сообщалось на сегодняшний день.

«Наноалмазы эффективно притягивают молекулы воды к своей поверхности, что может усиливать релаксивные свойства комплекса Gd(III)-наноалмаз», — пояснил Дин Хо. «Это может объяснить, почему эти комплексы такие "яркие" и такие хорошие контрастные агенты».

Биосовместимость и безопасность

Биосовместимость комплекса Gd(III)-наноалмаз подчеркивает его клиническую значимость. Исследователи провели токсикологические исследования на фибробластах и клетках HeLa. Они обнаружили незначительное влияние гибридного комплекса на жизнеспособность клеток, что подтверждает его безопасность.

«Наноалмаз — как грузовой корабль. Это нетоксичная платформа, на которую можно поместить различные типы лекарств и контрастных агентов», — сказал Мид.

Перспективы применения

Наноалмазы — это углеродные материалы диаметром примерно 4–6 нанометров. Поверхность каждого наноалмаза содержит карбоксильные группы, что позволяет присоединять к ней широкий спектр соединений, а не только гадолиний(III).

• Исследователи изучают доклиническое применение гибрида контрастного агента МРТ и наноалмаза на различных животных моделях.
• Они продолжают изучать структуру комплекса Gd(III)-наноалмаз, чтобы понять, как она управляет повышенной релаксивностью.

Эта работа прокладывает путь к клиническому использованию наноалмазов как для доставки терапевтических средств, так и для дистанционного отслеживания активности и локализации лекарств.