НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Краситель, позволяющий полностью визуализировать опухоль в течение 60 минут, синтезировали химики

Российские химики при участии коллег из Бразилии предложили новый флуоресцентный маркер для медицинского применения. За 10 минут краситель проникает в «больную» клетку и прокрашивает митохондрии, через час входит в ядро и визуализирует опухоль. Новый краситель не фототоксичен — то есть не оказывает влияния на здоровые клетки. Также, в отличие от применяемого в настоящее время для визуализации кардиогрина (ICG), он не требует дорогостоящей инфракрасной системы возбуждения и регистрации флуоресцентного сигнала. Это позволяет врачам обходиться обычной матрицей цифровой камеры и красными светодиодными источниками света.
Над проектом работали ученые Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля (ИБХФ) РАН и Университета Сан-Паулу (Бразилия) вместе с коллегами из Московского государственного университета (МГУ), Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) РАН, Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н. Н. Блохина и НИЯУ МИФИ.
Оптическая медицинская визуализация позволяет определять положение опухолевых клеток и их метастаз в операционном поле. Она основана на применении светочувствительных веществ (фотосенсибилизаторов) и света определенной длины волны. В организм больного вводится краситель, который попадает в клетку и за счет своих флуоресцентных свойств «подсвечивает» ее в изображении на компьютере врача. Нужные клетки краситель находит за счет особенностей опухоли: у раковых клеток более высокий уровень обмена веществ, из-за чего они активно потребляют питательные вещества, в том числе альбумин. Связанный в нековалентный комплекс с альбумином краситель попадает в раковую клетку именно благодаря высокому потреблению.
Бискарбоцианиновые красители, которые и стали предметом изучения ученых, обладают рядом достоинств: активируются в дальней инфракрасной области спектра, малотоксичны и проникают во все составляющие клетки.
Соединения этого семейства содержат в себе две хромофорные системы, подобно двум сопряженным молекулам красителя. За счет этого краситель имеет необычный спектр поглощения с двумя пиками — в видимой области и в ближнем ИК диапазоне.
«Бискарбоцианиновые красители представляют собой структуры, в составе которых — два концевых гетероциклических фрагмента и один или несколько гетероциклических фрагментов между ними, последовательно соединенные полиметиновой цепью. Полиметиновая цепь — необходимое условие для образования хромофорной системы. Отличие нашего предложенного красителя заключается в том, что введенный 4-метилпиридиновый фрагмент включен в полиметиновую цепь создает две связанные хромофорные системы, образуя интенсивную полосу поглощения в красной области. Это не приводит к существенному росту квантового выхода интеркомбинационной конверсии и подходит по параметрам под существующие лазерные источники красного света и видеокамеры, обеспечивающие получение информации о наличии раковых клеток в режиме реального времени», — рассказывает кандидат химических наук, первый автор статьи, старший научный сотрудник ИБХФ РАН Алексей Костюков.
При связывании синтезированного красителя с основным белком крови — альбумином — наблюдается десятикратное увеличение яркости свечения, вещество накапливается в раковых клетках и интенсивно флуоресцирует. В опухоль краситель проникает за 10 минут, в ядро — за час. Скорость аналогичных красителей зависит от заместителей в структуре соединения, обычно это занимает от 15 минут до нескольких часов.
Исследование поддержано Минобрнауки России. Результаты работы опубликованы в международном высокорейтинговом издании.
Слева — общий вид структуры альбумина и положение сайта связывания полиметинового красителя. В середине — подробная структура сайта связывания полиметинового красителя. Молекула лиганда представлена серой шаростержневой моделью. Аминокислотные остатки, расположенные в пределах 4 Å от него, показаны бежевыми палочками. Справа — вид кармана для связывания красителя в структуре альбумина.


Читайте также

Строить прогноз на основании анализа волос научились ученые из Нидерландов
Ученые научились предсказывать развитие сердечно-сосудистых заболеваний по волосам...



Знаете ли вы, что скрининговые тесты могут помочь предотвратить рак?
Например, благодаря кольпоскопии можно с высокой точностью диагностировать...



Опухоли головного мозга трудно распознать не только на ранней стадии, но даже после появления симптомов. Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали новый неинвазивный подход...



Ишемическая болезнь сердца является одной из ведущих причин инвалидности и смерти в мире. Частой ее причиной выступает стеноз коронарных артерий — сужение просвета сосудов, по которым кровь...



ДНК-аптамеры — короткие последовательности нуклеотидов — помогли ученым со 100% точностью выявлять глиому — один из наиболее опасных типов опухолей головного мозга. Созданные авторами молекулы...



Спустя пятьдесят лет после того, как американский химик Пал Латербур описал первую магнитно-резонансную томографию (МРТ), ученые отметили эту историческую годовщину медицины самым точным сканированием мозга мыши...



Определение изменений физических свойств клеток имеет решающее значение для диагностики и лечения некоторых заболеваний, таких как рак. Но для постановки диагноза требуется опыт патологоанатома...



Междисциплинарной группой ученых из МФТИ, ИВМ РАН и Сеченовского университета предложен альтернативный способ оценки скорости пульсовой волны и эластичности сосудов без проникновения в организм...



Ученые предложили новый подход для выявления злокачественного перерождения клеток с помощью магнитно-резонансной томографии. Суть метода заключается в обнаружении «усиленных» соединений...



Опубликованы результаты исследования нового методы скрининга рака эндометрия на дому, который имеет высокие показатели чувствительности и специфичности, в том числе на ранней стадии заболевания...



Ученые ИТМО разработали анализатор вирусных частиц, который позволяет в течение нескольких минут распознать патоген в организме человека. Предложенный метод безопасен, прост и удобен в использовании...



Ученые ИТМО (Институт точной механики и оптики, Санкт-Петербург) разработали систему для обнаружения Helicobacter pylori — бактерий, вызывающих серьезные заболевания желудочно-кишечного тракта, например, язву, гастрит и рак. Предложенная технология по принципу работы похожа на распространенные...



Ученые ИТМО разработали систему для обнаружения Helicobacter pylori — бактерий, вызывающих серьезные заболевания желудочно-кишечного тракта, например, язву, гастрит и рак. Предложенная технология по принципу...






САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
-
Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
-
Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
-
Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
-
Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
-
Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
-
О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
-
Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
-
Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
-
Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
- Врожденные аномалии и пороки развития
-
Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
-
КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
-
Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
-
Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
-
Лечение марганцовкой
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
-
Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
-
Фармацевтическая опека
- Повреждения при родах
-
Курение марихуаны влияет на потенцию
- Инциденталома надпочечников
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе
-
Отдых на море: польза, лечение и... вред
-
Су-Джок терапия
- Ахиллопластика в детской ортопедии (обзор литературы)
-
Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
-
Почему противозачаточные увеличивают грудь?