Улучшение возможностей УЗИ с помощью наноразмерных контрастных агентов, созданных микробами

Исследователи под руководством доктора Михаила Шапиро создали первые наноразмерные контрастные агенты для ультразвуковой визуализации на основе генетически кодируемых структур, содержащих газ.

Команда использовала фотосинтезирующие микроорганизмы, которые формируют газовые наноструктуры — газовые везикулы. Эти белковые структуры, регулирующие плавучесть клеток, оказались отличными контрастными агентами для УЗИ с уникальными свойствами.

Проблема предыдущих агентов: традиционные агенты — микропузырьки — можно было синтезировать только размером в несколько микрон. Из-за фундаментальной физики меньшие пузырьки были нестабильны. Это ограничивало их применение кровотоком.

Преимущества газовых везикул:

• Наноразмерность (десятки-сотни нанометров) позволяет метить цели вне кровотока.
• Генетическая кодируемость: свойства можно оптимизировать, модифицируя гены.
• Возможность функционализации: к поверхности везикул можно прикреплять биомолекулы для таргетинга.
• Различимость: везикулы от разных видов имеют разные генетические последовательности и свойства, что позволяет различать их на УЗИ-изображении.

Это открытие может значительно расширить возможности ультразвука — одного из самых распространенных методов визуализации в биомедицине.