Nyt MR -kontrastmiddel testet på store dyr

De vigtigste dødsårsager på verdensplan, iskæmiske hjertesygdomme og slagtilfælde, sammen med en anden stor sygdomskilde, det er kræft, kræver korrekt billeddannelse af blodkar. Et hold dannet af Center for Nanopartikelforskning, inden for Institut for Grundvidenskab, i samarbejde med forskere ved Anhui Provincial Hospital og Seoul National University Hospital, har testet et nyt ikke-toksisk kontrastmiddel til magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og magnetisk resonansangiografi (MRA), der kunne være overlegen i forhold til det nuværende almindelige farvestof, gadolinium. Udgivet i Natur Biomedicinsk teknik , dette meget lovende kontrastmiddel var vellykket på hunde, kaniner og aber.

Kontrastmidler bruges ofte til at forbedre synligheden af ​​radiologi af blødt væv og indre kropsstrukturer, især ved hjerte-kar- og cerebrale sygdomme. Valget af FDA-godkendte MRI- og MRA-kontrastmidler er ret begrænset, og de har alle nogle ulemper. Gadolinium er det mest anvendte MR-kontrastmiddel, men det efterlader aflejringer i knoglerne og hjernen, og er giftig for patienter med nyreproblemer. Som et alternativ, kontrastmidler baseret på jernoxidnanopartikler er praktisk talt ubrugte på grund af resultaternes vanskelige læsbarhed. I modsætning til gadolinium, der fremstår som et hvidt signal, jernoxid er svært at skelne fra luft, blødning, forkalkning, metalaflejring, og blodpropper. HYEON Taeghwan, direktør for Center for Nanopartikelforskning forklarer:"Lad os tage eksemplet med en MR-analyse af en hjerne med Alzheimers:Jernoxid i blodkarrene vil fremstå som sorte og amyloidplakkerne som grå. Det er meget svært at genkende plaques fra baggrunden. For det er grunden, de nuværende jernoxidnanopartikler bruges ikke længere, og vi begyndte at se efter andre muligheder." Dette sker, fordi gadolinium er et såkaldt T1-kontrastmiddel, mens det nuværende jernoxid er klassificeret som T2.

Tidligere, IBS-teamet designede ultrasmå T1 jernoxidnanopartikler (PEG-IONC'er), bevist muligheden for at syntetisere dem i store mængder, og testede dem på mus. Nu er deres forskning sprunget frem:"Forskning på mus kan ikke direkte oversættes til mennesker, så vi ville teste, om disse nanopartikler virker på store dyr, som hunde, kaniner og aber. Til sidst, vores mål er at kunne forstå, om de kan blive et nyt diagnostisk værktøj for mennesker, " kommenterer Hyeon.

For at teste anvendeligheden af ​​PEG-IONC'er, forskerholdet udførte MRI og MRA på kaniner, beagle hunde, og makakaber.

Med en lille diameter og en uskadelig belægning, PEG-IONC'erne kan prale af flere ønskværdige funktioner. PEG-IONCs hydrodynamiske diameter på omkring 12 nanometer er meget mindre og mere ensartet end kommercielt tilgængelige jernoxidnanopartikler. I øvrigt, ved at udarbejde IONC'er, IBS-forskere brugte sikre komponenter, såsom oliesyre, oleyl alkohol, og polyethylenglycol (PEG), som almindeligvis anvendes i farmaceutiske formuleringer. Hæmatologiske og vævskompatibilitetsundersøgelser i makakaber viste, at PEG-IONC'er er yderst biokompatible. For at give et eksempel, de fleste af de klinisk tilgængelige jernoxidbaserede MRI-kontrastmidler, såsom ferumoxid og ferumoxtran, skal infunderes langsomt for at minimere forekomsten af ​​hypotension og andre alvorlige bivirkninger. På den anden side, PEG-IONC'er blev administreret problemfrit, som gadolinium.

Endelig, efter vellykket brug af PEG-IONC'er i statisk MRA, forskerne udførte en mere udfordrende dynamisk billeddannelse for at se vaskulære flowmønstre af cerebral iskæmi (årsagen til slagtilfælde) hos hunde og aber. Cerebral iskæmi er en lidelse forårsaget af utilstrækkelig blodgennemstrømning til hjernen, og dens tidlige påvisning med MRI-kontrastmidler er afgørende for patienternes overlevelse. I forsøget billeder blev taget på flere tidspunkter, hvert 1,5 sekund efter injektion af kontrastmidlet for at se blodperfusionsmønstrene i hjernen. En okklusion i den midterste cerebrale arterie blev påvist.

Mens yderligere strenge prækliniske undersøgelser er påkrævet, de nuværende pilotundersøgelser om ikke-menneskelige primater viser klart et stort potentiale for PEG-IONC'er for næste generations T1 MRI-kontrastmiddel.