30 жовтня, 2024
Чи можливе за допомогою сучасних контрастних речовин створення кольорових зображень дегенеративних захворювань суглобів?
Американські вчені зі штату Пенсильванія зуміли змінити традиційні чорно-білі діагностичні рентгенівські знімки та зображення, отримані завдяки комп’ютерній томографії, на кольорові. Дослідники розробили нові контрастні речовини, які впливають на два білки, пов’язані з остеоартрозом, дегенеративним захворюванням суглобів. Ця патологія зумовлена поступовим руйнуванням хряща, що слугує амортизатором між кістками. Захворювання призводить до зменшення кількості синовіальної рідини, збільшення тертя і, зрештою, незворотного пошкодження суглоба.
Позначаючи білки контрастними речовинами, що містять металеві нанозонди, дослідники можуть використовувати вдосконалене зображення під назвою «K-edge», щоб одночасно відстежувати окремі біологічні процеси. Нові кольорові знімки дають більше інформації про прогресування захворювання, ніж традиційне сканування. Учені вже перевірили свій винахід на щурах і встановили, що можуть виявити наявність патологічних молекулярних змін ще до появи симптомів.
Для дослідження використовували комп’ютерний томограф, що підраховує фотони – елементарні частинки світлового випромінювання. Версія цього вдосконаленого сканера, виробленого компанією Siemens, була схвалена Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США для клінічного використання та зараз розміщується в деяких лікарнях, але не всі його можливості досі вивчені.
Учені розробили два металеві нанозонди K-edge, виготовлені з празеодиму та гафнію. Зонди націлені на два білки в хрящовій тканині: агрекан і агреканаза. Агрекан, який допомагає забезпечити структуру та здатність витримувати навантаження хряща, міститься у великій кількості в здорових суглобах. Агреканаза, яка розщеплює агрекан і обмежує функцію хряща, є у великій кількості на пізніх стадіях остеоартрозу. Під час прогресування хвороби співвідношення білків змінюється, що допомагає у відстеженні стану захворювання. Над цими відкриттями працювали понад 10 років, і майбутні експерименти перевірять безпечність і ефективність методу для людей.
Джерело: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202408408