Vroege opsporing van tumoren is uiterst belangrijk bij de behandeling van kanker. Een nieuwe techniek ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Davis biedt een aanzienlijke vooruitgang in het gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming om zelfs zeer kleine tumoren uit normaal weefsel te selecteren. Het werk is op 25 mei gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

Chemische sondes die een signaal produceren op magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) kunnen worden gebruikt om tumoren te targeten en af ​​​​te beelden. Het nieuwe onderzoek is gebaseerd op een fenomeen dat magnetische resonantie-afstemming wordt genoemd en dat optreedt tussen twee magnetische elementen op nanoschaal. Men handelt om het signaal te versterken, en de ander blust het. Eerdere studies hebben aangetoond dat afschrikken afhangt van de afstand tussen de magnetische elementen. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor niet-invasief en gevoelig onderzoek van een verscheidenheid aan biologische processen door MRI.

Het UC Davis-team heeft een sonde gemaakt die twee magnetische resonantiesignalen genereert die elkaar onderdrukken totdat ze het doel bereiken. op dat moment verhogen ze allebei het contrast tussen de tumor en het omliggende weefsel. Ze noemen dit two-way magnetische resonantie tuning (TMRET).

Gecombineerd met speciaal ontwikkelde software voor beeldanalyse, het dubbele signaal stelde onderzoekers in staat om hersentumoren uit te zoeken in een muismodel met sterk verhoogde gevoeligheid.

"Het is een belangrijke vooruitgang, " zei senior auteur Yuanpei Li, Universitair hoofddocent biochemie en moleculaire geneeskunde aan de UC Davis School of Medicine and Comprehensive Cancer Center. "Dit zou kunnen helpen bij het opsporen van zeer kleine tumoren in een vroeg stadium."

Twee magnetische componenten

De sonde die is ontwikkeld door het UC Davis-team bevat twee componenten:nanodeeltjes van superparamagnetisch ijzeroxide (SPIO), en feoforbide a-paramagnetisch mangaan (P-Mn), samen verpakt in een lipide-envelop. SPIO en P-Mn geven beide sterke, aparte signalen op MRI, maar zolang ze fysiek dicht bij elkaar zijn, hebben die signalen de neiging elkaar op te heffen, of blussen. Wanneer de deeltjes tumorweefsel binnendringen, de vette envelop breekt, SPIO en P-Mn gescheiden, en beide signalen verschijnen.

Li's laboratorium richt zich op de chemie van MRI-sondes en ontwikkelde een methode om de gegevens te verwerken en beelden te reconstrueren. die ze double-contrast Enhanced Subtraction Imaging of DESI noemen. Maar voor expertise in de fysieke mechanismen, ze bereikten de professoren Kai Liu en Nicholas Curro van de UC Davis Department of Physics (Liu is nu aan de Georgetown University). De natuurkundigen hielpen het mechanisme van de TMRET-methode op te helderen en de techniek te verfijnen.

De onderzoekers testten de methode in kweken van hersen- en prostaatkankercellen en bij muizen. Voor de meeste MRI-sondes, het signaal van de tumor is tot twee keer zo sterk als van normaal weefsel - een "tumor-tot-normaalverhouding" van 2 of minder. Met behulp van de nieuwe dual-contrast nanoprobe, Li en collega's zouden een tumor-tot-normaalverhouding van wel 10 kunnen krijgen.

Li zei dat het team geïnteresseerd is in het vertalen van het onderzoek naar klinisch gebruik. hoewel dat uitgebreid werk zal vergen, inclusief toxicologische tests en opschaling van de productie voordat ze een aanvraag kunnen indienen voor de goedkeuring van nieuwe geneesmiddelen voor onderzoek.