Новости

14 апреля, 2023 18:33

Исследователи адаптировали фосфорную кислоту для ранней диагностики рака

Источник: ТАСС.Наука
Исследователи из России разработали подход, выявляющий следы присутствия опухолевых клеток в организме человека на первых стадиях развития рака при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ) и соединений фосфорной кислоты. Об этом сообщила пресс-служба РНФ. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Иллюстрация схемы переноса гиперполяризации на фосфорсодержащую часть молекулы. Источник: Валентин Новиков

Ученые предложили новый подход для выявления злокачественного перерождения клеток с помощью магнитно-резонансной томографии. Суть метода заключается в обнаружении «усиленных» соединений фосфора, которые при введении в организм накапливаются в слишком активных раковых клетках.

К такому выводу пришла группа российских исследователей под руководством Валентина Новикова, заведующего кафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ. Они совершили это открытие в ходе изучения поведения так называемых гиперполяризованных молекул при взаимодействиях с излучением МРТ.

Как правило, системы МРТ получают изображения, отслеживая то, как атомы водорода в составе молекул воды в организме человека взаимодействуют с особым образом сконфигурированными радиоволнами. Характер этих взаимодействий определяется магнитными свойствами атомов, что влияет на четкость и разрешение получаемого трехмерного изображения органов и тканей тела.

Новый подход к МРТ-диагностике рака

Новиков и его коллеги обнаружили, что более четкий и качественный сигнал при работе магнитно-резонансных томографов можно получить, если наблюдать не за молекулами воды, а за соединениями производных фосфорной кислоты и так называемого параводорода. Так ученые называют одну из вариаций атомов этого элемента, у которых спины электронов, воображаемые оси их вращения, направлены в разные стороны.

Физические взаимодействия между параводородом и молекулами фосфатов приводят к тому, что атом фосфора внутри остатка кислоты становится особенно чувствительным к сигналам, вырабатываемым системами МРТ. Это позволяет значительно повысить качество получаемых изображений, что в особенности касается опухолевых клеток, для которых характерен высокий уровень потребления фосфора.

Как отмечают исследователи, предложенный подход достаточно дешев: обычно для получения молекул, реагирующих столь же сильно на радиоволны, используют очень дорогие приборы, которые находятся в исследовательских лабораториях, а не больницах. В перспективе для разработанного метода достаточно будет баллона с водородом и простой установки. Сейчас ученые работают над созданием новых вариаций фосфорных молекул, которые бы эффективно «подсвечивали» опухоли.

«Если такой раствор ввести в кровь непосредственно перед томографией, то можно будет увидеть многократно усиленные сигналы не только этого соединения, но и всех соединений фосфора, в которые он превратится в течение нескольких минут. Например, его аномально высокая концентрация в тканях может говорить о возможной патологии. В результате этот подход позволит снизить стоимость МРТ-диагностики», - подытожил Валентин Новиков.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

12 апреля, 2024
Упрощен синтез электродов для суперконденсаторов электромобилей
Ученые в России разработали новый подход, позволяющий значительно упростить и ускорить процесс син...
11 апреля, 2024
Гомологический подход поможет подбирать материалы для топливных элементов
Ученые впервые применили гомологический подход, чтобы описать механизм кислородного обмена в одном и...