Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 в составе международной группы исследователей создали краситель, который поможет диагностировать опухоль и ишемию на ранней стадии
Химики Санкт-Петербургского государственного университета вместе с учеными Университета Восточной Финляндии и Национального университета Тайваня создали новую люминесцентную метку для ранней диагностики опухолей и ишемии тканей.
188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, были опубликованы в?журнале Advanced Science.
Водорастворимый комплекс рения (I) очень чувствителен к?недостатку кислорода, сопровождающему данные нарушения, а?также избирательно и?прочно встраивается в?коллагеновую сеть, что позволяет использовать его для исследований в?режиме реального времени. Комплекс можно вводить при помощи инъекции?— это менее травматично в?сравнении с?традиционными методами. Удобство применения и?отличные характеристики разработки помогут упростить диагностику опасных заболеваний на?самых ранних этапах.
Содержание кислорода в?клетках и?тканях критически важно для нормального функционирования аэробных организмов. Его недостаток (гипоксия) приводит к?энергетическому голоданию клеток, снижению скорости обмена веществ и?накоплению кислот в?тканях, что, в?свою очередь, вызывает чувство усталости, потерю мышечной силы и?трудоспособности. В?то?же время гипоксия может быть своего рода индикатором различных заболеваний, таких как, например, инсульт, анемия, инфаркт и?онкология.
В?случае развития рака гипоксия является результатом высокой скорости деления клеток и?формирования нездорового кровоснабжения. Это так называемая защита опухоли?— кислородное голодание блокирует выработку белков, в?норме контролирующих рост новообразования. Вместе с?тем ткани начинают подавать своего рода SOS-сигнал о?нехватке энергии, что приводит к?формированию новых кровеносных сосудов. Те?питают рак, а?также предоставляют ему комфортные пути для метастазирования. При этом содержание кислорода отличается как в?разных частях новообразования, так и?на?разных этапах его развития.
На?сегодняшний день для определения локальной концентрации кислорода и?связанных с?ней характеристик опухолей наиболее распространено использование микроэлектродов, которые вводят в?поврежденные органы специальной иглой. Несмотря на?точность и?оперативность, процедура сопровождается кровотечением, а?после нее есть риск развития воспалительного процесса и?очевидный дискомфорт для пациента. Альтернативный подход предполагает развитие неинвазивных оптических методов диагностики. В?качестве их?инструментов химики разрабатывают светящиеся метки, которые вводят в?кровь в?виде специальных растворов, а?затем ?просвечивают? тело пациента и?определяют границы раковых новообразований: насыщенность кислородом опухолевых и?здоровых тканей различается в?
1,5–7 раз?— создаваемые метки светятся сильнее в?условиях гипоксии.
?К?таким меткам предъявляют ряд важных требований: низкая токсичность, хорошая растворимость в?физиологических средах и?достаточная стабильность. При этом для эффективного детектирования необходима люминесцентная метка с?высоким квантовым выходом излучения, высокой чувствительностью к?концентрации кислорода и?возбуждением в?диапазоне длин волн, обеспечивающем глубокое проникновение в?живые ткани?,?— поделилась одна из?авторов исследования, научный сотрудник кафедры общей и?неорганической химии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 кандидат химических наук Кристина Кисель.
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета совместно с?коллегами из?Университета Восточной Финляндии (Йоэнсуу) и?Национального университета Тайваня (Тайбей) разработали новый класс комплексов рения (I), который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к?меткам. Совместно с?медиками из?Национального университета Тайваня и?Университета Макао (КНР) они на?практике проверили, как полученные соединения справятся с?определением концентрации кислорода в?биологических средах. Разработанные комплексы эффективно проникают через стенки сосудов, а?затем прочно и?специфично связываются с?коллагеном. Это позволяет проводить длительные исследования.
Эксперименты на?мышах показали, что с?помощью синтезированного соединения можно не?только отличать ткани опухоли (в?данном случае меланомы) от?здоровых тканей, но?и?регистрировать уровень насыщения тканей кислородом в?областях, где много сосудов и?где кровоснабжение отсутствует, как при ишемии. Ни?одна другая метка ранее не?показывала подобные результаты.
?Развитие данного направления исследований откроет возможность развернутой диагностики онкологических заболеваний и?состояний, когда нарушается кровоснабжение тканей. В?дальнейшем мы?попробуем создать соединения рения, способные специфически связываться с?определенными типами опухолей. Также в?планах ввести в?оболочку метки функциональные группы, реагирующие на?изменение других важных физиологических параметров, например?рН, что значительно расширит их?диагностический потенциал?,?— добавила руководитель гранта РНФ, доцент кафедры общей и?неорганической химии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 кандидат химических наук Юлия Шакирова.