Российские ученые предложили новый подход для ранней диагностики рака
17.04.2023
Метод диагностики рака с помощью томографии основан на том, что ядра некоторых атомов обладают магнитными свойствами. Под действием внешнего магнитного поля они могут переходить между двумя неэквивалентными состояниями, что и улавливает МРТ. Чем больше разница между количеством ядер в двух разных состояниях, тем больше энергии будет поглощаться, но обычно эта разница очень мала и составляет сотые доли процента. Опухоли на поздних стадиях легко обнаружить на фоне здоровых тканей, но в самом начале заболевания они слишком малы.
Ученые присоединили параводород к производному фосфорной кислоты, а затем перенести гиперполяризацию на фосфорсодержащую часть молекулы. Оказалось, что если такой раствор ввести в кровь непосредственно перед томографией, то можно увидеть многократно усиленные сигналы 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», — отметил один из авторов исследования, завкафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ Валентин Новиков.
Новый подход достаточно дешевый. Обычно для получения гиперполяризованных молекул используют очень дорогие приборы, которые находятся в исследовательских лабораториях, а не больницах. Разработка российских ученых потребует лишь баллона с водородом и простой установки.
Осталось проработать последнюю стадию реакции — отщепление неорганического фосфата, который нужно вводить в организм. Сейчас процесс протекает так медленно, что вся полученная гиперполяризация за это время исчезает. В будущем открытие удешевит раннюю диагностику нескольких заболеваний, для которых характерно нарушение обмена фосфора — в том числе онкологических
Российские ученые предложили новый подход для ранней диагностики рака
Ученые предложили новый подход для выявления злокачественного перерождения клеток с помощью МРТ. На томографии можно находить «усиленные» соединения фосфора, которые при введении в организм накапливаются в слишком активных раковых клетках.Метод диагностики рака с помощью томографии основан на том, что ядра некоторых атомов обладают магнитными свойствами. Под действием внешнего магнитного поля они могут переходить между двумя неэквивалентными состояниями, что и улавливает МРТ. Чем больше разница между количеством ядер в двух разных состояниях, тем больше энергии будет поглощаться, но обычно эта разница очень мала и составляет сотые доли процента. Опухоли на поздних стадиях легко обнаружить на фоне здоровых тканей, но в самом начале заболевания они слишком малы.
Специалисты из нескольких университетов выяснили, что чувствительность магнитно-резонансной спектроскопии для соединений фосфора можно повысить с помощью параводорода.
Обычный водород состоит из смеси двух спиновых изомеров с очень похожими химическими свойствами и различными магнитными свойствами. Если газ охладить до низких температур в присутствии катализатора, можно получить практически чистый параводород. Если вещество присоединяется к какому-либо другому соединению, уровень сигнала возрастает в сотни и даже тысячи раз за счет эффекта гиперполяризации.
Ученые присоединили параводород к производному фосфорной кислоты, а затем перенести гиперполяризацию на фосфорсодержащую часть молекулы. Оказалось, что если такой раствор ввести в кровь непосредственно перед томографией, то можно увидеть многократно усиленные сигналы 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», — отметил один из авторов исследования, завкафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ Валентин Новиков.
Новый подход достаточно дешевый. Обычно для получения гиперполяризованных молекул используют очень дорогие приборы, которые находятся в исследовательских лабораториях, а не больницах. Разработка российских ученых потребует лишь баллона с водородом и простой установки.
Осталось проработать последнюю стадию реакции — отщепление неорганического фосфата, который нужно вводить в организм. Сейчас процесс протекает так медленно, что вся полученная гиперполяризация за это время исчезает. В будущем открытие удешевит раннюю диагностику нескольких заболеваний, для которых характерно нарушение обмена фосфора — в том числе онкологических
