Ученые улучшили диагностику новообразований на ранних стадиях

Химики СПбГУ создали наночастицы магнетита с оболочкой из оксида цинка, которые можно использовать как контрастные вещества для проведения МРТ. Разработка повысит уровень выявления онкологических заболеваний на начальных этапах развития. Подробности о результатах работы ученых опубликованы на сайте «СПбГУ в деле».

Один из главных исследовательских методов в онкологии — магнитно‑резонансная томография (МРТ) с контрастированием. Врачи часто назначают эту процедуру для подтверждения или опровержения диагноза. Контрастный препарат распределяется в тканях и «подсвечивает» раковые клетки, поэтому на снимках они отображаются ярче и специалисту становится легче их увидеть.

По словам Дмитрия Ткаченко, лаборанта‑исследователя СПбГУ (кафедра общей и неорганической химии), обучающегося второго года магистратуры (направление «Химия»), сегодня в качестве контрастного агента для МРТ при диагностике новообразований используют ионы гадолиния (преимущественно Gd3+). Считается, что они не вредят организму, так как связаны со специальными молекулами. Однако результаты недавнего исследования, опубликованного в Scientific Reports, показывают, что гадолиний может проникать в клетки почек и провоцировать серьезные нарушения их работы. Также нежелательные побочные реакции от приема контрастного препарата с гадолинием возможны у людей с заболеваниями сердца или склонных к аллергическим реакциям.

Ученые Университета создали нанокомпозиты, которые можно использовать в качестве контрастного вещества для МРТ вместо гадолиния. Благодаря разработке специалистов СПбГУ получится не только снизить вероятность нежелательных реакций, а значит, провести диагностику у еще большего количества пациентов, но и сделать томограммы более четкими и контрастными, что поможет находить даже самые мелкие опухоли на ранних этапах развития.

Разработанные химиками композиты представляют собой наночастицы из магнетита (Fe3O4) — распространенного в природе соединения с магнитными свойствами. Контрастные препараты для МРТ на основе магнетита уже использовались в медицине в ХХ веке. Они достаточно хорошо работали, но их перестали производить из‑за высокой нестабильности частиц и, как следствие, маленького срока годности.

Ученые Университета нашли способ, как сделать препарат для томографии на основе магнетита устойчивым к внешней среде. Специалисты создали из него наночастицы и покрыли их оболочкой из оксида цинка (ZnO) — безопасного для человека соединения, которое входит в состав солнцезащитных кремов и детских гигиенических средств. Защищенный ZnO магнетит сохраняет свои свойства долгое время, а также становится более активным.

Так, у нанокомпозитов, созданных учеными СПбГУ, короче время релаксации в одном из режимов проведения МРТ: 10−20 мс против 100 мс у гадолиния. Кроме того, при применении магнетита в оболочке из оксида цинка регистрация сигнала томографом происходит в 5−10 раз быстрее. Эти свойства разработки помогут сократить время процедуры и сделать снимки более детализированными.