Nové nanočástice zviditelní krevní sraženiny

Po téměř dvě desetiletí kardiologové hledají způsob, jak zviditelnit nebezpečné krevní sraženiny ještě před tím, než způsobí infarkt. Nyní vědci z Washington University School of Medicine v St. Louis informují o tom, že vytvořili nanočástice, které najdou sraženiny a označí je pomocí nového druhu rentgenové technologie.

Gregory Lanza, MD, PhD, kardiolog z Barnes-Jewish Hospital, říká, že tyto nanočástice pomohou určit, zda pacient přicházející do nemocnice s bolestí na hrudi má, nebo nemá infarkt.

„Každý rok přicházejí miliony lidí na pohotovost s bolestí na hrudi. U některých z nich víme, že problémem není jejich srdce. Ale u většiny z nich nemáme jistotu," říká Lanza, profesor medicíny. Pokud jsou nějaké pochyby, pacient musí být přijat do nemocnice a podstoupit testy, aby se potvrdil, nebo vyvrátil infarkt.

„Tyto testy stojí peníze i čas," říká Lanza. Nově vyvinutá technologie může odhalit lokalizaci krevní sraženiny během hodin.

Spektrální CT

Nanočástice jsou navržené tak, aby byly použity s novým typem CT skeneru, který je schopen barevně zobrazit kovy. Tato nová technologie nazývaná spektrální CT používá plné spektrum rentgenového záření, čímž rozlišuje objekty, které by byly nezobrazitelné pomocí normálního CT,  na kterém jde vidět pouze černá a bílá barva.

Lanza říká, že nový skener využívá stejných fyzikálních zákonů jako astronomové, kteří pozorují světlo hvězdy a poznají, který kov obsahuje. „Dívají se na rentgenové spektrum, které jim řekne, které kovy jsou přítomné," vysvětluje. „To je přesně to, co děláme my."

Bismutové nanočástice

Kov, o který se jedná v tomto případě je bismut. Dipanjan Pan, PhD, výzkumný asistent profesora medicíny, navrhnul nanočástici, která obsahuje dostatek bismutu na to, aby byl vidět ve spektrálním CT.

„Každá nanočástice nese milion atomů bismutu," říká Lanza. Protože CT je relativní nesenzitivní zobrazovací technika, toto množství kovu je nutné na to, aby byly nanočástice viditelné ve skeneru. Bismut je však toxický kov a nemůže být injikován přímo do lidského těla. Místo toho vědci využili sloučeninu z atomů bismutu připojených na řetězec mastných kyselin, které se nemohou v těle rozpojit. Potom rozpustí látku v detergentu a zapouzdří směs do fosfolipidové membrány. Stejně jako kapičky oleje rozpuštěné ve vinaigrette se tyto částice samy naváží na bismutové sloučeniny. Jak Pan ukázal na modelu s potkany, design nanočástic také umožňuje, aby se v těle rozpadly a uvolnily bismutovou sloučeninu v bezpečné formě.

Jakmile nanočástice obsahovaly dost bismutu, aby byly viditelné ve skeneru, Pan přidal molekulu k povrchu částic, které mají schopnost zavázat fibrin. Fibrin je protein vyskytující se v krevních sraženinách. „Pokud máte infarkt, znamená to, že došlo k prasknutí podkladu věnčité tepny, a je zformována krevní sraženina, jež opravuje prasklinu," říká Lanza. „Ale sraženina začíná zužovat tepnu, a proto se krev nemůže dostat do srdečního svalu. Nyní máme nanočástice, které sraženinu zobrazí."

Spektrální CT obraz namířený na fibrin poskytne stejnou informaci jako tradiční černobílý CT obraz, ale fibrin v jakékoliv krevní sraženině se zobrazí ve žluté nebo zelené barvě.

Spektrální CT skener užitý v této studii je stále prototypový přístroj, který byl vyvinutý Philips Research v Hamburku v Německu. Nanočástice byly zatím testovány pouze na zvířecích modelech, ale časné výsledky ukazují úspěch v rozlišování krevních sraženin.

Od CT k zachraňování životů

Nejenom že je možné potvrdit infarkt myokardu, nové nanočástice a spektrální CT skener mohou sraženinu také lokalizovat tím, že nanočástice najde rizikové místo a nalepí se na fibrin v cévách.

S touto zobrazovací technikou předpovídá Lanza nové přístupy v léčbě koronárních nemocí. „U většiny vzniká infarkt myokardu nebo mozková příhoda tak, že praskne cholesterolový plát a najednou zablokuje tepnu," říká Lanza. Nové technologie, by mohly napomoci vytvořit jakési náplasti, které utěsní zeslabená místa ve stěně tepny.

„Dnes bychom nevěděli, kam náplast nalepit," říká Lanza. „Ale spektrální CT zobrazení s bismutovými nanočásticemi by zobrazilo přesnou lokalizaci sraženin v cévách, což umožňuje prevenci nebezpečné ruptury nestabilního plátu."

Překlad: Pavla Čermáková

Použité zdroje:

Originální článek: Dipanjan Pan, Ewald Roessl, Jens-Peter Schlomka, Shelton D. Caruthers, Angana Senpan, Mike J. Scott, John S. Allen, Huiying Zhang, Grace Hu, Patrick J. Gaffney, Eric T. Choi, Volker Rasche, Samuel A. Wickline, Roland Proksa, Gregory M. Lanza. Computed Tomography in Color: NanoK-Enhanced Spectral CT Molecular Imaging. Angewandte Chemie International Edition, 2010; 49 (50): 9635 DOI:

Zdroj: www.sciencedaily.org

Obrazové přílohy: http://www.sxc.hu