Казанские ученые разработали щадящее контрастное вещество для МРТ

Ученые Химического института им. А. М. Бутлерова Казанского федерального университета создали менее токсичное для пациентов контрастное вещество для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Проведение исследования соответствует задачам нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в вузе.

«Ученые Химического института им. А. М. Бутлерова Казанского федерального университета разработали новый вид контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии (МРТ) — наночастицы бычьего сывороточного [белка] — альбумина, допированные (модифицированные с использованием полимеров, фрагменты которых встраиваются в исходную молекулу — прим. ред.) ионами марганца (II). Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Biological Macromolecules квартиля Q1. <…> В отличие от марганца, который содержится в организме человека, [используемый сейчас для МРТ с контрастом] гадолиний может вызвать нефротоксичность — токсичность по отношению к почкам, ведущую к нефрогенному системному фиброзу, а также некоторым нейродегенеративным заболеваниям», — говорится в сообщении.

Использование биомолекул при разработке наноматериалов — хорошо известный способ повышения биосовместимости. Белки крови являются наиболее распространенными биологическими объектами исследования, они обладают уникальной способностью связывать и переносить различные субстраты, в том числе ионы металлов. Таким способом свойства исходных белков могут быть изменены. В данной разработке белки сыворотки крови — бычьего альбумина — синтезируются с ионами марганца в соотношении 1:1.

Образуемый комплекс, в котором ион марганца связан с другими ионами или молекулами, способен увеличивать релаксацию — время, за которое протоны воды возвращаются в исходное состояние после воздействия МРТ. Это время различается при воздействии на здоровые и больные ткани, что позволяет выявить отклонение от нормы. Новая разработка дает возможность веществу пересекать различные барьеры в организме.

Более 30% современных процедур МРТ производится с помощью введения контрастных агентов, метод используется для диагностики опухолевых заболеваний. В некоторых случаях для определения места опухоли требуется введение контрастного агента — комплексного соединения гадолиния, который может негативно воздействовать на почки пациента. Ионы марганца более дружелюбны по отношению к организму, но менее эффективны при диагностике. Несмотря на это, в определенном окружении атомов и молекул или в составе наночастиц использование марганца может дать лучший результат. При эффективности существующих контрастных агентов в диапазоне 3,5 — 9,9 разработанная группа наночастиц достигает показателя в 100 единиц, не вызывая токсичного эффекта.

Главная цель нацпроекта «Наука и университеты» — вывести Россию в пятерку мировых лидеров по разработкам в приоритетных областях. Создаются условия, чтобы ученым было комфортно жить и работать в нашей стране, большое внимание также уделяется популяризации науки, чтобы привлечь в эту сферу молодежь. Запущена программа по созданию сети современных кампусов. Исследователей обеспечивают передовым оборудованием и инфраструктурой, в том числе уникальными установками класса «мегасайенс» и новыми научными судами. Вузы, НИИ и бизнес приглашают участвовать в совместных проектах, что позволяет быстрее и эффективнее использовать передовые открытия на благо развития страны. Нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2019 года.