Улучшение диагностики атеросклероза с помощью ультрамалых наночастиц карбоната кальция
Атеросклероз характеризуется уплотнением стенок сосудов, особенно артерий, из-за локального накопления волокон и липидов (в основном холестерина) во внутренней стенке артерии, что приводит к её сужению. Это сложное заболевание, которое может спровоцировать опасные для жизни события, такие как инфаркт миокарда и ишемический инсульт.
Несмотря на серьёзность болезни, обычные диагностические протоколы не обладают специфичностью и не могут предсказать тип атеросклеротического поражения или риск разрыва бляшки.
Как объяснил профессор-исследователь Ikerbasque из CIC biomaGUNE Хесус Руис-Кабельо, «диагностика уязвимости бляшки остаётся сложной задачей из-за отсутствия эффективных диагностических инструментов. Для решения этой проблемы появляются технологии, такие как неинвазивная медицинская визуализация атеросклеротической бляшки с использованием настраиваемых нанотехнологических решений. Однако из-за пористости бляшки получение изображений с помощью наночастиц остаётся трудной задачей».
Команда CIC biomaGUNE под руководством Руис-Кабельо совместно с профессором-исследователем Ikerbasque Сусаной Каррегаль — оба являются членами центра биомедицинских исследований CIBERES — разработала контрастные агенты для достижения селективной молекулярной визуализации атеросклеротических бляшек с использованием ультрамалых аморфных наночастиц карбоната кальция. Карбонат кальция (CaCO3) — это безопасный, биосовместимый материал с долгой историей использования в текстильной промышленности, косметике и пищевых продуктах.
В этой работе, опубликованной в журнале ACS Nano, команда сравнила различные наночастицы, специально разработанные для различных особенностей атеросклероза (таких как кальцификация или воспаление), которые предоставляют полезную информацию о фазе или стадии развития бляшки.
«Нам удалось модулировать биологические взаимодействия и контраст этих наночастиц для различных методов визуализации, включая магнитно-резонансную томографию, за счёт тщательного проектирования их физико-химических свойств», — сказала Каррегаль. «Наша работа показывает, что аморфные наночастицы карбоната кальция, легированные Gd(III), являются эффективным инструментом благодаря их высокому контрасту для МРТ и физико-химическим свойствам».
Новизна и влияние работы заключаются в комбинации материаловедения, молекулярной визуализации и биомедицины для разработки безопасных, биосовместимых контрастных агентов с улучшенными свойствами для магнитно-резонансной томографии.
«Наши результаты демонстрируют потенциал этого простого, но новаторского нанозонда, который может вдохновить на создание новых конструкций контрастных агентов для атеросклероза и других типов заболеваний, а также предлагает возможность формулирования новых тераностических агентов (которые могут использоваться как в терапевтических, так и в диагностических целях)», — заключили они.