НОВЫЙ ПОДХОД В ПРИМЕНЕНИИ МРТ ПОЗВОЛЯЕТ ВЫЯВИТЬ ОБРАЗОВАНИЯ В ПЕЧЕНИ НА РАННЕЙ СТАДИИ НА ПРИМЕРЕ МЫШИНОЙ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА

Ученые Государственного университета штата Джорджия (GSU) при финансовой поддержке Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB) разработали метод визуализации для выявления образований в печени на ранней стадии и доказали успешность его применения на мышах. Их исследования на животной модели являются важным шагом на пути к созданию средства для улучшения выявления опухолей печени у людей, – как первичного рака печени, так и метастатических образований, которые распространились из других органов.

Благодаря раннему выявлению появляется лучшая возможность для лечения рака и повышения шансов выживания пациентов, однако, рак печени часто прогрессирует, оставаясь незамеченным, и почти всегда диагностируется на поздней стадии. В Соединенных Штатах, среди всех смертей от раковых заболеваний, почти 25000 пациентов умирают от рака печени.

В исследовании, опубликованном 11 мая 2015 года (Доклады Национальной академии наук), Дженни Янг (Jenny Yang), кандидат наук, профессор биохимии и биофизики в GSU, и ее коллеги описывают усовершенствованный ими метод визуализации, который дополняет магнитно­резонансную томографию (МРТ) с помощью контрастных растворов на основе белка. Янг (Yang) также является заместителем директора Центра диагностики и терапии GSU. МРТ использует магнитное поле и радиоволны для создания детального изображения тканей внутри тела. При томографическом исследовании печени, для улучшения видимости тканей, в кровяное русло вводится раствор, который называют контрастным веществом. Однако, в настоящее время контрастные средства МРТ недостаточно чувствительны для выявления небольших опухолей и быстро выводятся из печени. Небольшие раковые опухоли на ранней стадии лучше всего реагируют на медикаментозное лечение.

«МРТ является эффективным и безопасным методом, при котором применяется неионизирующее излучение, – заявила Янг (Yang). – Он имеет очень высокое разрешение и детально демонстрирует мягкие ткани. Повышение контрастности МРТ предлагает наиболее приемлемое изображение для диагностической оценки, дальнейшего врачебного наблюдения и хирургического вмешательства с помощью изображения». Команда доктора Янг (Yang) разработала новый класс контрастных веществ на основе белка и протестировала одно из них (ProCA32), что позволило выявить раковые опухоли печени у мышей на более ранней стадии. Применение нового контрастного вещества позволило исследователям выявить опухоли размером с песчинку (или диаметром 0,24 миллиметра). До сегодняшнего дня предел обнаружения опухолей составлял около 1 сантиметра в диаметре. «Данный подход открыл новые возможности МРТ применения МРТ для выявления рака печени на ранней стадии, – заявила Янг (Yang).

Исследователи разработали модификацию в химическом составе контрастного агента ProCA32 МРТ таким образом, чтобы контрастные металлы образовывали связь с молекулами кальция на белках, характерных для тканей опухолей печени. С целью проверки эффективности нового контрастного вещества, команда провела томографию печени мышей для выявления распространения типа меланомы. Дальнейшая химическая модификация контрастного вещества ProCA32 МРТ улучшает его способность к сохранению в крови в течение более длительного промежутка времени, увеличивая промежуток времени для визуализации и выявления опухоли. Исследователи также обнаружили, что данное контрастное вещество работает при более низких дозах, чем имеющиеся контрастные вещества, что снижает риск токсичности. Раствор позволяет получить позитивное и негативное контрастные изображения, одно из которых подтверждает другое, таким образом повышая точность выявления.

«Авторы продемонстрировали очень точный и специфический способ выявления патологических процессов в здоровой печени и выявили характерную молекулярную подпись, которая указывает на наличие опухоли печени на ранней стадии», – рассказывает Ричард Конрой (Richard Conroy), кандидат наук, директор отдела прикладной науки и технологии, NIBIB. –  Точность и специфичность являются ключевыми для раннего выявления рака».

Д­р Янг (Yang) и ее коллеги предполагают, что новый контрастный раствор МРТ и метод визуализации будут полезными для пациентов при диагностике рака печени и других заболеваний, таких как цирроз и фиброма печени, а также при их лечении. Они начнут сотрудничество с радиологами с целью трансформации нового метода в такой, который может быть применен врачами к их пациентам. Исследователи надеются, что их раствор будет отвечать высоким стандартам одобрения, установленным Управлением по контролю пищевых продуктов и лекарственных препаратов США, что позволит безопасно применять его для больных.

Работа выполнена при частичной поддержке гранта NIBIB EB007268 и грантов NIH GM62999, CA118113, CA176001 и S10RR023706.

 Сюэ С (Xue S), Янг Х (Yang H), Цяо Дж (Qiao J), Пу Ф (Pu F), Цзян Дж (Jiang J), Хаббард К (Hubbard K), Хекматияр К (Hekmatyar K), Ленгли Дж ( Langley J), Саларьян М (Salarian М), Лонг РС (Long RC), Брайант РГ (Bryant RG), Ху XП (Hu XP), Гроссниклаус Х.Е (Grossniklaus HE), Лю ЗР (Liu ZR), Янг Дж.Дж (Yang JJ). Доклады Национальной академии наук США 2015, 26  мая; 112 (21): 6607­12.