Ikke-invasiv magnetisk resonansbilleddannelse af lungefibrogenese med en aminosyremålrettet probe

Organer reagerer på skader med dannelsen af ​​nyt fibrøst væv, hvilket kan resultere i ardannelse. Denne proces kaldet fibrogenese kan nu overvåges non-invasivt på molekylært niveau, som amerikanske videnskabsmænd rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie . De har skabt en ny gadolinium-baseret probe til magnetisk resonansbilleddannelse, der specifikt rapporterer de proteiner, der er involveret i fibrogenese. Billeddannelsesmetoden kan give en kvantitativ vurdering af dannelsen af ​​det potentielt skadelige arvæv.

Naturlig sårheling og vævsskade involverer dannelsen af ​​kollagenbaseret fibrøst væv for at lukke såret. Ved normal helbredelse, det fibrøse materiale bliver til sidst erstattet af normalt væv. Hvis skaden er stor, eller hvis vævet gentagne gange er beskadiget, sårhelingsprocessen er muligvis ikke fuldstændig, resulterer i ardannelse, der truer funktionstab og endda organsvigt. På molekylært niveau, fibrogenese er akkumulering og derefter remodellering af kollagen, hovedsageligt ved tværbinding, at skabe mere stive og tætte strukturer. For at overvåge denne proces, Peter Caravan og samarbejdspartnere fra Massachusetts General Hospital og Harvard Medical School, USA, søgte en molekylær probe, der specifikt kunne genkende komponenterne involveret i fibrogenese. De har skabt et funktionaliseret gadoliniumchelat som en sonde til magnetisk resonansbilleddannelse (MRI).

Sonden blev udviklet til at målrette mod allysin, en aminosyre, der indikerer aktiv kollagen-tværbinding. "I aktiv fibrogenese, en aktiv pool af allysin ville blive genereret, men i stabil sygdom eller med terapeutisk opfindelse, disse allysindele ville blive omdannet til tværbindinger, " ræsonnerede forfatterne. Således, de designede et oxyamin-funktionaliseret gadoliniumchelat kaldet GdOA, der ville danne stabile oximforbindelser med allysin og "derfor forventes at resultere i en stærk MR-signalforstærkning ved binding til allysin, " som forfatterne foreslog.

GdOA opfylder nøglekriterierne for MR-teknologi, som forskerne beviste i adskillige tests. Det var stabilt, vandopløseligt, og udskilles gennem nyrekanalen med meget god farmakokinetik, og den viste høj målselektivitet i både reagensglas og i rigtige musemodeller. Forskerne kvantificerede ikke-invasivt lungefibrogenese hos mus ved MR ved hjælp af denne sonde, og de overvågede også undertrykkelsen af ​​fibrogenese, når musene blev behandlet med en specifik medicin. I denne rapport, de studerede fibrose i lungerne, men fibrogenese er et fællestræk ved mange kroniske sygdomme i de indre organer, og også i mange kræftformer. Dette arbejde giver en lovende udsigt til nye specifikke MR-sonder til sygdomsdetektion, prognose, og overvågning af sygdomsprogression eller behandlingsrespons på tværs af en række menneskelige tilstande.