بیماری‌های مزمن کبدی مانند هپاتیت، سیروز کبدی و کارسینوم سلول‌های کبدی یکی از علل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان هستند. فیبروز – ضخیم شدن و زخمی شدن بافت همبند – نقش اصلی را در این بیماری های کبدی ایفا می کند، اما تشخیص فیبروز به بیوپسی محدود می شود، که از محدودیت هایی رنج می برد، از جمله خطر عوارض، نمونه برداری تنها از بخش کوچکی از کبد، و ناتوانی در پایش سریال پیشرفت بیماری به دلیل ماهیت تهاجمی آن.
برای تشخیص و درمان بهتر بیماری‌های مزمن کبد، محققان در حال کار بر روی استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی غیر تهاجمی (MRI) برای تشخیص و تعیین کمیت فیبروز کبدی در سراسر اندام هستند که امکان تشخیص و پیگیری زودتر پیشرفت بیماری را فراهم می‌کند. اثرات درمان در طول زمان
تطبیق MRI برای تشخیص بیماری‌های مزمن مانند فیبروز شامل تولید مواد حاجب MRI خاص بافتی است که بافت‌های بیمار را هدف قرار می‌دهند، مانند کلاژنی که در کبد فیبروتیک انباشته می‌شود. برای توسعه چنین عواملی، محققان به چالش کشیده شدند تا ترکیباتی را طراحی و سنتز کنند که باید هدف بافت را پیدا و متصل کند، سیگنال MRI قوی ارائه کند و به سرعت سیستم را پاک کند تا هرگونه سمیت را به حداقل برساند.
اکنون، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی Moungi G. Bawendi، Ph.D. در MIT و Peter Caravan، Ph.D. در بیمارستان عمومی ماساچوست، یک ماده کنتراست مبتنی بر نانوذرات با خواص مورد نیاز برای استفاده موفق از MRI برای تشخیص هدفمند فیبروز کبدی این تیم شامل محققانی از موسسه نوآوری در تصویربرداری در بیمارستان عمومی ماساچوست و دانشکده پزشکی هاروارد و دانشمندانی از Collagen Medical در بوستون است.
دکتر Guoying Liu، مدیر برنامه MRI در موسسه ملی تصویربرداری بیومدیکال و مهندسی زیستی (NIBIB) توضیح داد: «این کار به نیاز بالینی برآورده نشده برای تشخیص های غیرتهاجمی برای تشخیص فیبروز که در تعدادی از بیماری های کبدی ایجاد می شود، می پردازد. ، که از این مطالعه حمایت کرد. این تیم ترکیبی را ایجاد کرده است که مشخصات دقیق مورد نیاز برای تسریع در استفاده بالقوه از این نوع عامل تصویربرداری در کلینیک را برآورده می کند.
عامل کنتراست جدید پپتید متصل کننده کلاژن اکسید آهن تک نانومتری (SNIO-CBP) نام دارد که دو بخش عملکردی مجزای مولکول را توصیف می کند. SNIO یک مولکول تک نانومتری (بسیار کوچک) اکسید آهن است که کنتراست بسیار بالایی را فراهم می کند که به راحتی با MRI قابل تشخیص است. CBP بخشی از ساختار نانوذراتی است که کلاژن را در بافت فیبری در کبد هدف قرار داده و به آن متصل می شود.
اندازه کوچک این ذره به آن اجازه می دهد تا از جریان خون به بافت ها فرار کند، جایی که جزء هدف ذره – CBP – به کلاژن موجود در کبد فیبروتیک متصل می شود و بنابراین از اتصال غیر اختصاصی به بافت های سالم جلوگیری می کند. اکسید آهن تأثیر مطلوبی در تغییر محیط مغناطیسی پروتون های اطراف دارد و سیگنال قوی برای ایجاد تصویر MRI ارائه می دهد.
این تیم SNIO-CBP را در دو مدل موش آزمایش کردند که شبیه فیبروز کبد انسان ناشی از سموم و رژیم غذایی بود. نتایج با ارائه تصویربرداری قوی کلاژن خاص در هر دو مدل فیبروز موش، بسیار امیدوارکننده بود. نکته مهم این است که تصاویر 15 دقیقه پس از تزریق در جریان خون به دست آمدند، که در مقایسه با سایر عوامل تجربی مشابه که ساعت ها تا روزها طول می کشد تا در بافت هدف جمع شوند و تصویر MRI ارائه کنند، بسیار سریع است که استفاده عملی در کلینیک را ممنوع می کند. SNIO-CBP همچنین دارای ویژگی های مطلوب از نظر سیگنال پس زمینه کم در بافت طبیعی کبد اطراف و همچنین کلیرانس سریع کلیه است. پاکسازی سریع از سیستم، سمیت بالقوه ماده حاجب را کاهش می دهد، که به ویژه در بیماران مبتلا به بیماری کبدی یا کلیوی مهم است.
باوندی توضیح داد: “این ترکیب با موفقیت ویژگی های مغناطیسی برتر مورد نیاز برای سیگنال MRI قوی را با تجمع سریع و خاص در بافت هدف ترکیب می کند.” ما اکنون یک پلت فرم مولکولی برای سنتز مواد حاجب MRI ویژه بافت داریم که گام مهمی در جهت افزودن یک ابزار تشخیصی غیرتهاجمی بسیار ارزشمند برای بیماری مزمن کبدی است که برای طیف وسیعی از بیماری‌های دیگر نیز قابل استفاده خواهد بود. “
این مطالعه در مجله منتشر شد مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم. پشتیبانی از این کار توسط NIBIB (P41EB015871 و R43EB030959)، مؤسسه ملی دیابت و بیماری‌های گوارشی و کلیوی (DK121789)، دفتر مدیر NIH (OD025234، OD0106321، و بنیاد ملی)، و OD0 ارائه شده است. .
