Новые наночастицы оксида железа могут помочь избежать редкого побочного эффекта от современных контрастных агентов для МРТ
Исследователи из MIT и других учреждений разработали новые наночастицы оксида железа со специальным покрытием, которые могут стать альтернативой традиционным гадолиниевым контрастным агентам для магнитно-резонансной томографии (МРТ). В редких случаях современные гадолиниевые агенты вызывают нежелательные эффекты у пациентов с нарушенной функцией почек.
Ежегодно в мире проводится около 60 миллионов процедур МРТ, и примерно треть из них использует контрастные вещества, в основном содержащие элемент гадолиний. Хотя эти агенты в целом безопасны, у очень небольшой части пациентов наблюдаются редкие, но серьёзные побочные эффекты.
Вместо гадолиниевых агентов учёные предложили использовать крошечные наночастицы оксида железа, обработанные цвиттерионным покрытием (молекулы с областями как положительного, так и отрицательного зарядов, которые нейтрализуют друг друга). Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
- Проблема с гадолинием: Гадолиниевые агенты, дающие на снимках светлый контраст (положительный), являются стандартом. Однако в очень редких случаях они могут привести к неизлечимому и потенциально смертельному состоянию — нефрогенному системному фиброзу. Кроме того, гадолиний может накапливаться в мозге (потенциальный вред изучается FDA).
- Преимущество железа: Для оксида железа подобные проблемы не обнаружены. Ранее такие частицы использовались в основном как отрицательные (тёмные) контрастные агенты, которые сложнее интерпретировать.
Ключевое новшество — комбинация двух методов:
- Создание очень маленьких частиц оксида железа.
- Присоединение к их поверхности специальных молекул (лигандов) для оптимизации свойств.
Свойства новых частиц:
- Маленькое неорганическое ядро из оксида железа создаёт выраженный положительный (светлый) контраст в МРТ.
- Цвиттерионное покрытие делает частицы водорастворимыми, компактными и биосовместимыми.
- Общий гидродинамический диаметр составляет 4.7 нанометра, что ниже порога почечного клиренса в 5.5 нм. Это означает, что частицы должны быстро выводиться почками и не накапливаться в организме — ключевое свойство, сравнимое с гадолиниевыми агентами.
Дальнейшие шаги: После первоначальных тестов, подтвердивших эффективность частиц как контрастного агента, необходимы дополнительные токсикологические исследования для доказательства их безопасности и улучшения характеристик материала. Исследователи рассматривают возможность создания стартапа для коммерциализации разработки.
Новый агент может позволить пройти МРТ пациентам, которым сейчас это противопоказано из-за рисков, связанных с гадолинием. Если накопление гадолиния в мозге окажется вредным, наночастицы оксида железа могут стать полной заменой существующим контрастным агентам.