Новая техника двойного контраста обнаруживает небольшие опухоли на МРТ

Новая техника двойного контраста обнаруживает небольшие опухоли на МРТ

Раннее обнаружение опухолей чрезвычайно важно при лечении рака. Новая методика, разработанная исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе, предлагает значительный прогресс в использовании магнитно-резонансной томографии (МРТ) для выделения даже очень маленьких опухолей на фоне нормальной ткани.

Химические зонды — это вещества, которые, накапливаясь в органах и тканях, генерируют магнитное поле, улавливаемое МРТ. Они используются визуализации тканей организма и выделения в них аномалий, таких как опухоли, так же как контрастные вещества при рентгенографии. 

Новое исследование основано на феномене магнитной резонансной настройки, который происходит между двумя наноразмерными магнитными элементами. Один из них усиливает сигнал МРТ, а другой гасит его. Предыдущие исследования показали, что гашение зависит от расстояния между магнитными элементами. Этот эффект открывает новые возможности для неинвазивного высокочувствительного исследования самых разных биологических процессов с помощью МРТ.

Что именно разработали американские ученые

Команда Университета Дэвиса создала молекулярный зонд, который генерирует два магнитно-резонансных сигнала.  Они подавляют друг друга до того момента, когда наночастица оказывается в опухоли и распадается. После этого уже не подавленный сигнал увеличивает контраст между опухолью и окружающей тканью. 

Ученые называют это двусторонней магнитно-резонансной настройкой, или TMRET. В сочетании со специально разработанным программным обеспечением для анализа изображений, двойной сигнал позволил исследователям выявлять опухоли головного мозга в мышиной модели с недостижимыми ранее чувствительностью и разрешением. 

«Это значительный прогресс. Новый метод может помочь обнаружить очень маленькие опухоли на ранней стадии», - сказал старший автор исследования Юань Пей Ли, доцент кафедры биохимии и молекулярной медицины в Школе медицины и комплексного лечения рака Университета Дэвиса. 

лечение опухолей мозга в европе

Зонд, разработанный командой Университета Дэвиса, содержит два компонента:

  • наночастицы суперпарамагнитного оксида железа, или SPIO;
  • феофорбид-парамагнитный марганец, или P-Mn.

Эти две частицы упакованы вместе в одну липидную оболочку. SPIO и P-Mn оба дают сильные, отдельные сигналы на МРТ, но пока они физически близко друг к другу, эти сигналы взаимно гасятся. Когда частицы попадают в опухолевую ткань, жировая оболочка разрушается, SPIO и P-Mn разделяются, и появляются оба сигнала.

Каких результатов можно добиться с новым методом и когда ждать его внедрения в практику

Лаборатория доцента Пей Ли сосредоточена на химии зондов МРТ и также разработала метод обработки данных и восстановления изображений, который они называют усиленным вычитанием с двойным контрастом, или DESI. 

Исследованием же физических механизмов работы зонда занимались профессора Кай Лю и Николас Курро на физическом факультете Калифорнийского университета в Дэвисе. Физики помогли выяснить механизм работы метода TMRET и усовершенствовать методику.

Исследователи проверили метод в культурах клеток рака мозга и простаты на мышах. Для большинства МРТ-зондов сигнал от опухоли в два раза сильнее, чем от нормальной ткани — «отношение опухоли к норме» составляет 2 или менее. 

Используя новый двухконтрастный нанозонд, Ли и его коллеги могли получить соотношение опухоли к норме до 10. Это позволяет выявить даже очень маленькие скопления опухолевых клеток размером до 2 мм. Врачи в таком случае получат инструмент для выявления онкопатологии еще на стадии, когда ее можно достаточно просто вылечить полностью.

Ли сказал, что команда заинтересована в переводе исследования в фазу клинического использования, хотя это потребует обширной дополнительной работы, включая токсикологическое тестирование и масштабирование производства зонда.

И все это нужно сделать прежде, чем они смогут подать заявку для получения разрешения на использование нового химического вещества.

Новость подготовлена по материалам:

https://healthcare-in-europe.com/en/news/new-double-contrast-technique-picks-up-small-tumors-on-mri.html

Возможно вас заинтересует
Молочная железа с раковыми клетками
Лидский Университет в Великобритании совместно с бостонской компанией “4D-Path”, в результате трёхлетнего сотрудничества разработали программное обеспечение, с высокой точностью диагностирующее рак груди. Это возможно на основании одних только...
Здоровые легкие
Учёные из Гарвардского института Висса по биоинженерии совместно со специалистами из школы инженерии и прикладных наук Джона Полсона разработали новую методику доставки иммуностимулирующих наночастиц в лёгкие.
Лечение раковых клеток
Исследователи из онкологического центра им. М. Д. Андерсона создали информационную базу данных о взаимодействии лекарственных препаратов с белками раковых клеток. Этот ресурс облегчит разработку наилучшей стратегии лечения онкологии. База данных...
Кровеносные сосуды разрастаются на раковых клетках
Команда ученых под руководством доктора Ориоля Казановаса из Биомедицинского исследовательского института Белвитге (IDIBELL) И Каталонского института онкологии (ICO) изучала влияние антиангиогенной терапии при злокачественных новообразованиях почек...
Лучевая терапия рака
В отделении радиационной онкологии Центра медицинских наук Саннибрук университета Торонто (Канада) провели исследования с использованием более высоких доз излучения в рамках лечения позвоночника.