Cell-tracking-agenter får et løft

Forskere fra Rice University har syntetiseret en ny og stærkt forbedret generation af kontrastmidler til mærkning og sporing i realtid af stamceller i kroppen.

Agenten kombinerer ultrakorte carbon-nanorør og vismut-klynger, der vises på røntgenstråler taget med computertomografi (CT) scannere. Den stabile forbindelse fungerer mere end otte gange bedre end det første generations materiale, der blev introduceret i 2013, ifølge forskerne.

"Den primære anvendelse vil være at spore dem i stamcelleterapier for at se, om cellerne er tiltrukket af sygdomsstedet-f.eks. kræft - og i hvilken koncentration, "sagde ris-kemiker Lon Wilson om forbindelsen, som forskerne kalder Bi4C@US-rør.

"Magnetisk resonansbilleddannelse bruges i øjeblikket til dette formål, og det fungerer ganske godt, men røntgenteknologi i klinikken er meget mere tilgængelig, "sagde han." Det er hurtigere og billigere, og det kunne lette prækliniske undersøgelser for at spore stamceller in vivo. "

Processen udviklet af Wilsons team og kolleger ved CHI St. Luke's Health-Baylor St. Luke's Medical Center og Baylor College of Medicine er detaljeret denne måned i American Chemical Society journal ACS -anvendte materialer og grænseflader .

Bismut bruges i kosmetik, pigmenter og lægemidler, især som den aktive ingrediens i lyserød vismut (alias Pepto-Bismol), en antacida. Til denne applikation, vismut -nanokluster udviklet af Rice -kemikeren Kenton Whitmires laboratorium, medforfatter af papiret, kombineres med kulnanorør, der er kemisk behandlet for at forkorte dem til mellem 20 og 80 nanometer og tilføje defekter til deres sidevægge. Nanoklusterne, som udgør omkring 20 procent af forbindelsen, ser ud til at blive stærkt knyttet til nanorørene via disse defekter.

Når de introduceres i stamceller, de behandlede nanorør bliver lette at få øje på, Sagde Wilson. "Det er meget interessant at se en cellekultur, der er uigennemsigtig for røntgenstråler. De er ikke så mørke som knogler (som røntgenstråler ikke kan trænge igennem), men de er virkelig mørke, når de er fyldt med disse agenter. "

Forbindelsen blev testet i en CT -scanner på St. Luke's Baylor Hospital, som sammenlignede evnen ved tomme nanorør, den tidligere generation af Bi@US-rør og den nye forbindelse. Hounsfield-enheder bruges til at måle røntgendæmpning af kontrastmidler. Testene fandt omkring 188 Hounsfield -enheder til almindelige ultrakorte nanorør, 227 for ældre Bi@US-rør og 2, 178 for den nyeste forbindelse. De fleste bløde væv falder mellem 30 og 100 Hounsfield -enheder, så celler, der var mærket med den nye forbindelse, forventedes at skille sig ud.

Yderligere test viste, at klyngerne holder tæt til deres nanorør. Forskerne opdagede ingen frigivelse af vismut fra nanorørene testet ved kropstemperatur over 48 timer.

Wilson sagde, at det vil være op til den føderale Food and Drug Administration at godkende den nye forbindelse til brug hos mennesker. "Men vi er i stand til at starte prækliniske undersøgelser nu, da vi har fastslået, hvor godt vi kan indlæse celler, og det faktum, at celler tilsyneladende ikke bliver skadet af teknologien og korte bursts af røntgenstråler, " han sagde.