НОВОСТИ. Онкология
Фосфорную кислоту предложили использовать для ранней диагностики рака
Ученые предложили новый подход для выявления злокачественного перерождения клеток с помощью магнитно-резонансной томографии. Суть метода заключается в обнаружении «усиленных» соединений фосфора, которые при введении в организм накапливаются в слишком активных раковых клетках. В будущем это удешевит раннюю диагностику целого ряда заболеваний, для которых характерно нарушение обмена фосфора, в том числе онкологических. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — ключевой диагностический метод, который помогает обнаруживать злокачественные новообразования. Он основан на том, что ядра некоторых атомов обладают магнитными свойствами (имеют ненулевой спин) и под действием внешнего магнитного поля могут переходить между двумя неэквивалентными состояниями — это и улавливает прибор. Чем больше разница между количеством ядер в двух разных спиновых состояниях, тем больше энергии будет поглощаться, и это быстрее можно заметить. Но обычно эта разница очень мала и составляет сотые доли процента. В последнее время появились подходы, направленные на создание гиперполяризации — повышенной в сотни и тысячи раз разницы между количеством ядер в двух спиновых состояниях.
Чаще всего в качестве источника сигнала в МРТ выступают атомы водорода в составе обычной воды — в разных тканях нашего тела ее содержание различно, поэтому у каждого органа будет свой уровень сигнала. Опухоли на поздних стадиях легко обнаружить на фоне окружающих здоровых тканей, но в самом начале заболевания они слишком малы, чтобы их заметить.
Другой подход — следить не за количеством воды в клетках, а за концентрацией других соединений. Например, в раковых клетках сильно повышен уровень нескольких соединений фосфора — холина и его производных. Измерение их концентраций при помощи МРТ может позволить определить перерождение клеток в опухолевые даже на ранних стадиях. Тем не менее, стандартное оборудование для МРТ не дает измерить концентрацию таких веществ в клетках, ведь она слишком мала.
Как показали в своей новой работе сотрудники из Московского физико-технического института (Долгопрудный), Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова Российской академии наук (Москва) и Международного томографического центра Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск), чувствительность магнитно-резонансной спектроскопии для соединений фосфора можно повысить с помощью параводорода. Обычный водород состоит из смеси двух спиновых изомеров с идентичными химическими свойствами. Они различаются только магнитными свойствами: в ортоводороде спиновые магнитные моменты имеют одно направление, а в параводороде — два противоположных. Если газ охладить до низких температур в присутствии катализатора, можно получить практически чистый параводород. Само по себе это вещество не дает сигнала в магнитно-резонансной спектроскопии, но, если он присоединяется к какому-либо другому соединению, уровень его сигнала возрастает в сотни и даже тысячи раз за счет эффекта гиперполяризации.
Так, ученые решили присоединить параводород к производному фосфорной кислоты, а затем перенести гиперполяризацию на фосфорсодержащую часть молекулы. После этого они хотели в результате взаимодействия с водой (гидролиза) отщепить чистый гиперполяризованный фосфат — остаток фосфорной кислоты, которой очень много во всех клетках нашего организма.
«Если такой раствор ввести в кровь непосредственно перед томографией, то можно будет увидеть многократно усиленные сигналы не только этого соединения, но и всех соединений фосфора, в которые он превратится в течение нескольких минут. Например, его аномально высокая концентрация в тканях может говорить о возможной патологии. В результате этот подход позволит снизить стоимость МРТ-диагностики», — рассказал один из соавторов статьи, заведующий кафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ Валентин Новиков.
Как отмечают исследователи, предложенный подход достаточно дешев: обычно для получения таких гиперполяризованных молекул используют очень дорогие приборы, которые находятся в исследовательских лабораториях, а не больницах. В перспективе для разработанного метода достаточно будет баллона с водородом и простой установки. Сейчас осталось проработать последнюю стадию реакции — отщепление неорганического фосфата, который и нужно вводить в организм. Пока что этот процесс протекает настолько медленно, что вся полученная гиперполяризация за это время исчезает.
Рисунок 1. Иллюстрация схемы переноса гиперполяризации на фосфорсодержащую часть молекулы.
Читайте также
Как зарождается опухоль и почему начинает расти, распространяться по организму? Окончательных ответов на эти вопросы у врачей и ученых нет. Единого механизма, судя по всему...
Клинические рекомендации по опухолевой кишечной непроходимости у взрослых надо применять с 1 января 2025 года...
Об этом пишут The New York Times; Live Science.
Группа палеопатологов под руководством Эдгарда Камароса (Edgard Camarós) из...
С подробностями — SciTechDaily.
Новая противораковая мРНК-овая вакцина нацеливает иммунную систему на глиобластому...
Недавний эксперимент ученых из Пермского государственного медицинского университета имени Е.А. Вагнера показало, что простые профилактические меры могут значительно улучшить...
В 2022 году был открыт Институт раннего рака при Кембриджском университете — это исследовательский центр, специально предназначенный для профилактики и раннего выявления онкологии...
Препарат осимертиниб производства «АстраЗенека» зарегистрирован в России для применения в первой линии терапии местно-распространенного или метастатического немелкоклеточного...
САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
- Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
- Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
- Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
- Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
- Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
- О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
- Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
- Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
- Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
- Армянская ассоциация медицинского туризма (ААМТ)
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
- Врожденные аномалии и пороки развития
- КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
- Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
- Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
- Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
- Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
- Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
- Лечение марганцовкой
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
- Фармацевтическая опека
- Повреждения при родах
- Как снизить риск инсульта. erebunimed.com
- Курение марихуаны влияет на потенцию
- Инциденталома надпочечников
- Новейшие достижения онкологии в МЦ «Наири»: интервью с Артемом Степаняном. nairimed.com
- Почему противозачаточные увеличивают грудь?
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе