To-i-én kontrastmiddel til medicinsk billeddannelse

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) visualiserer indre kropsstrukturer, ofte ved hjælp af kontrastmidler for at øge følsomheden. Et belgisk hold af forskere har nu udviklet et bimodalt kontrastmiddel, der er egnet til to billedbehandlingsteknikker på én gang, nemlig MR og en teknik kaldet fotoakustisk billeddannelse. Brugen af ​​kun ét kontrastmiddel til to billedbehandlingsteknikker forbedrer følsomheden af ​​begge, med kun ringe indvirkning på patientens krop.

MR er en meget brugt teknik inden for medicin og forskning og er kendt for sin gode opløsning. Strukturer ned til en hundrededel af en millimeter kan løses. Imidlertid, følsomhed, evnen til overhovedet at opdage noget, er nogle gange et problem. Derfor, kontrastmidler administreres ofte for at forbedre klarheden, hvormed strukturerne kan ses.

Resultaterne af MR kan også forbedres i kombination med komplementære billeddannelsesmetoder, som fokuserer på forskellige aspekter. Imidlertid, de fleste billedbehandlingsværktøjer kræver tilstedeværelsen af ​​prober og farvestoffer, men først at anvende et kontrastmiddel, og så kan et andet lægemiddel forårsage flere risici for patienten. Dette inspirerede Sophie Laurent, professor ved universitetet i Mons, Belgien, og hendes team til at udvikle såkaldte bimodale kontrastmidler - midler, der kunne tjene begge værktøjer på én gang.

MR-kontrastmidler indeholder typisk gadolinium, et paramagnetisk element, der forstærker signalet fra elementerne i nærheden. Frit gadolinium kan være skadeligt, men det holdes tæt inden for strukturen af ​​et organisk molekyle. Laurents idé var at forbinde gadolinium-midlet direkte med sonden, der blev brugt til den anden billeddannelsesteknik.

Holdet valgte fotoakustisk billedbehandling (PAI), en meget følsom og ret ny billeddannelsesmetode, der måler varmereaktionen i et væv på laserimpulser. Metoden er, som MR, ikke-invasiv, men der skal være et særligt organisk farvestof til stede, der absorberer laserlys påført udefra. Denne teknik ville klart forbedre MR-følsomheden, mente forfatterne. Dysfunktioner i huden og nedenunder vil blive opdaget med hidtil uset klarhed.

For at forbinde gadoliniummidlet med det organiske farvestof, forskerne valgte den naturlige aminosyre lysin som en linker. Lysin er specielt blandt aminosyrerne. Det er et ret langt molekyle, der kan binde sig til to andre molekyler i begge ender. Forskerne koblede med succes et MRI-middel kaldet Gd-PCTA med en PAI-sonde med navnet ZW800-1. Og der er en anden mulighed. Bortset fra de to forbindelser, lysin ejer en tredje forbindelse, som kan bruges i fremtiden. Forskerne forestiller sig at tilføje en ekstra biovektor, for eksempel, et peptid, der specifikt genkender en biologisk lidelse - dette ville gøre den nu bimodale probe trimodal.

Den bimodale probe forstærkede MRI-kontrasten lige så kraftigt som et kommercielt MRI-middel. Og det gav det samme fotoakustiske signal som den originale PAI-sonde. Det betyder, at sonden er en to-i-en-agent, som letter kombinationen af ​​MR og andre medicinske billedbehandlingsteknikker. Det næste skridt ville være at teste det i rigtige organismer.