5.5. Бимодальная визуализация с помощью наночастиц

Ни один из существующих методов визуализации не может быть признан идеальным и дающим полную информацию об объекте исследования. Например, количественная оценка флуоресцентных сигналов затруднена in vivo и, кроме того, не дает возможности визуализировать глубоко лежащие ткани. С другой стороны, магнитно-резонансная томография обеспечивает высокое разрешение сигнала, но страдает от недостаточной чувствительности. Таким образом, комбинация различных методов визуализации могла бы дать более качественную информацию об исследуемом объекте.

В настоящее время предпринимаются попытки разработки бимодальных агентов для магнитно-резонансной томографии и оптической визуализации. Парамагнитные флуоресцирующие липосомы, несущие сайты связывания с интегрином a_vβ₃, использовались для изучения опухолей у мышей in vivo (Mulder et al., 2005). Использование таких наноструктур позволило авторам лучше изучить паттерны адгезии липосом к эндотелию опухолевых микрососудов. Cai et al. (2007) недавно сообщили о разработке бимодального агента на основе квантовых точек для одновременной молекулярной визуализации интегрина a_vβ₃ с помощью позитронно-эмиссионной томографии и инфракрасной флуоресценции. В качестве радионуклида для позитронно-эмиссионной томографии использовался ⁶⁴Cu. С использованием этого метода производилась количественная оценка эффективности направленной доставки частиц к опухолевым сосудам. Было показано, что для достижения достаточной интенсивности позитронно-эмиссионного томографического сигнала при этом требуется гораздо меньшая концентрация наночастиц, чем та, что необходима для флуоресценции in vivo. Это позволяет значительно понизить ожидаемую токсичность кадмиевых квантовых точек, что делает гораздо более реальным использование этого метода для дальнейших биомедицинских исследований.

Обратимое подавление экспрессии генов с помощью интерферирующей и антисмысловой РНК широко применяется в современной биологии и медицине. Для доставки иРНК в опухолевые клетки и визуализации ее внутриклеточного накопления была разработана методика, включающая одновременное получение магнитно-резонансного томографического- и флуоресцентного сигналов (Medarova et al., 2007). Использованное для этой цели наноустройство состояло из магнитных наночастиц, связанных с флуоресцентной меткой и иРНК. Кроме того, к поверхности наночастиц дополнительно присоединялся мембранный пептид для внутриклеточной транслокации. Накопление наночастиц было подтверждено в опухолевой ткани с помощью магнитно-резонансной томографии и инфракрасной флуоресценции.

Таким образом, нанотехнологии находят применение практически во всех современных способах диагностики, связанных с визуализацией тканей. Использование наночастиц позволяет перейти на уровень молекулярной визуализации, дающей возможность наблюдать тонкие патологические изменения внутри и вне клеток.

<<< Назад | Читать дальше >>>

Нанотехнологии в биологии и медицине: современное состояние вопроса

Нанотехнологии в биологии и медицине. Коллективная монография под ред. чл.-корр. РАМН, проф. Е. В. Шляхто. 2009 г.