«Выполнение и того и другого поможет врачам найти правильное лечение», — сказал Чжэн-Ронг Лу, профессор биомедицинской инженерии в Case Western Reserve и руководитель исследования М. Франк Руди и Маргарет Дормитер Руди. «Насколько нам известно, такой технологии сейчас нет».Агент на основе гадолиния также более эффективен и безопасен, чем традиционные агенты, требует дозы гадолиния в 20 раз меньше, легко вымывается из организма и не накапливается в тканях, как выяснили исследователи в тестах на мышах.В низкой дозировке агент активирует биомаркеры рака во время сканирования, преодолевая низкую чувствительность МРТ для визуализации маркеров.
Исследование было опубликовано в Nature Communications.Для создания агента Лу и его коллеги из Case Western Reserve объединили коммерчески доступный три-гадолиниевый нитрид металлофуллерен (Gd3N @ C80), высокоэффективный контрастный агент, с пептидом, меченным ZD2, который был разработан в лаборатории Лу.
По сравнению с гадолинием, используемым в традиционных агентах, «структура Gd3N @ C80 отличается — ионы гадолиния заключены в полую молекулу фуллерена, которая выглядит как футбольный мяч», — сказал Лу. «Клетка предотвращает прямой контакт между гадолинием и тканью, и гадолиний не выделяется, что предотвращает любое взаимодействие с тканью».«Но ключевой технологией нашего целевого контрастного вещества является прикрепленный пептид», — сказал Лу.Лаборатория наносит ZD2 на поверхность футбольного мяча. Пептид специфически нацелен на фибронектин экстрадомена B ракового белка (EDB-FN).
EDB-FN, который связан с инвазией опухоли, метастазированием и лекарственной устойчивостью, высоко экспрессируется в матриксе вокруг раковых клеток во многих агрессивных формах рака человека.При тестировании на шести моделях мышей во всех случаях МРТ выявила рак груди. Но сигнал, создаваемый накоплением контрастных молекул на трех агрессивных тройных отрицательных формах рака молочной железы (MDA-MB-231, Hs578T и BT549), был значительно ярче. Поскольку медленно распространяющиеся ER-положительные опухоли молочной железы (MCF-7, ZR-75-1 и T47D) производят меньше EDB-FN, меньше прикрепленных молекул.
В то время как обнаруживаемый, сигнал был приглушен.Соавторы исследования — аспиранты биомедицинской инженерии Чжэн Хан и Сяохуэй Ву, научный сотрудник Сара Ролле и студентка Чухенг Чен; и Уильям Шиманн, профессор исследований рака Гудмана-Блюма в Центре комплексного лечения рака.
Лаборатория Лу сейчас изучает способы снизить стоимость производства агента, чтобы сделать его более привлекательным для клинического использования.