Исследовательская группа из IOCB Prague в сотрудничестве с Тюбингенским университетом (Германия) и факультетом естественных наук Карлова университета разработала новый тип контрастного вещества, которое можно использовать как в магнитно-резонансной томографии (МРТ), так и в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).

Этот прорыв решает серьезную проблему, которая ранее препятствовала интеграции этих двух методов визуализации в одно устройство. Открытие имеет потенциал для значительного улучшения диагностики и последующего лечения, особенно заболеваний почек и опухолей. Исследование было опубликовано в Angewandte Chemie International Edition .

Медицина долгое время искала новые способы усовершенствования и оптимизации имеющихся методов визуализации. Конечной целью было объединить преимущества МРТ и ПЭТ. В то время как МРТ является исключительным методом визуализации внутренних органов и тканей с высоким содержанием воды, ПЭТ может визуализировать даже очень малые количества вещества, что делает его способным чувствительно обнаруживать молекулярные маркеры, например, в раковых клетках.

Объединение обеих технологий было сложным, поскольку сильное магнитное поле в МРТ усложняет работу электроники, необходимой для ПЭТ. Однако эта проблема была преодолена, и гибридные ПЭТ/МРТ-аппараты появляются в больницах как самая передовая технология визуализации.

Оставшейся проблемой была разработка контрастного агента двойного назначения, который бы работал с ПЭТ и МРТ одновременно. Совместное открытие чешских и немецких исследователей может стать решением.

Описанный подход прост и эффективен. Доктор Милослав Полашек, руководитель группы координационной химии в IOCB Prague, где началась работа, объясняет: «Предыдущие попытки создания зондов ПЭТ/МРТ были направлены на достижение расширенных и специализированных функций, что приводило к сложным молекулам с трудным синтезом и узкой сферой применения.

«Мы изменили ситуацию, разработав молекулу, которая проста в использовании и имеет широкую сферу применения, которую рентгенологи интуитивно поймут, как использовать. Она воспроизводит все благоприятные свойства современных клинических контрастных агентов МРТ, а также обеспечивает сигнал ПЭТ. Это добавляет еще одно измерение информации, повышая точность и открывая новые диагностические приложения».

«Наше решение — это искусно разработанная молекула, которая объединяет гадолиний и радиоактивный фтор-18, который обычно используется при медицинском сканировании и который легко получить. Соединение этих двух частей потребовало преодоления ряда проблем, включая большую разницу в количествах, необходимых для получения изображений МРТ и ПЭТ.

«Мы решили эту проблему, используя инновационную технологию замены нерадиоактивных атомов фтора в контрастном веществе для МРТ на радиоактивные атомы фтора-18. Реакция элегантная, быстрая и эффективная. Менее чем за 30 минут мы можем использовать автоматизированный синтез для приготовления достаточного количества этого вещества для лечения пяти пациентов», — говорит доктор Ян Кречмер, один из бывших аспирантов доктора Полашека и первый соавтор исследования, который в настоящее время работает в Центре визуализации Вернера Сименса в Тюбингенском университете в группе профессора Андре Феррейры Мартинса.

Профессор Мартинс описывает потенциально новаторское открытие, сделанное во время тестирования на мышиной модели . «Неожиданно мы обнаружили, что у одной, казалось бы, здоровой мыши были проблемы с почками. Правая почка показала системные паттерны фильтрации, которые можно было обнаружить только при одновременном обнаружении ПЭТ и МРТ.

«Этот подход позволил нам неинвазивно, в режиме реального времени, отслеживать биохимическое поведение, распределение и накопление зонда в живых здоровых субъектах, тем самым объясняя его неожиданное поведение. Этот метод представляет собой новаторский шаг на пути к персонализированной диагностике, демонстрирующий значительный диагностический потенциал нашей гибридной молекулы.

«Это революционное открытие в области точной визуализации. Мы находимся на пути, который в конечном итоге позволит нам определить не только тип заболевания у пациента, но и стадию, тип и агрессивность состояния».

Новый гибридный контрастный агент запатентован, и исследователи ищут потенциальных инвесторов. По словам доктора Полашека, это соединение, созданное в IOCB Prague, обладает свойствами, которые делают его первым серьезным кандидатом на роль агента ПЭТ/МРТ, пригодного для использования в клинических условиях.