Oamenii de ştiinţă au dezvoltat o nouă substanţă de contrast care poate trece de bariera hemato-encefalică şi poate ilumina structuri mai profunde din creier, timp mai îndelungat.
Un grup de cercetători a dezvoltat un nou instrument pentru imagistica neinvazivă a creierului, care poate ajuta la iluminarea formaţiunilor greu accesibile din creier. Agentul lor cu molecule mici este primul fluorofor de acest gen care poate traversa bariera hemato-encefalică, şi a permis oamenilor de ştiinţă să facă diferenţa între ţesutul cerebral sănătos şi o tumoră de glioblastom la şoareci.
„Acest lucru ar putea fi foarte util pentru chirurgia ghidată de imagistică”, a declarat Han Xiao de la universitatea Rice din Texas. Potrivit acestuia, folosind aceast tip de substanţă de contrast fluorescentă, un medic ar putea determina unde este graniţa dintre ţesutul normal al creierului şi ţesutul tumoral.
Studiul este prezentat pe coperta ediţiei din decembrie a revistei Journal of the American Chemical Society.
„Imagistica cu fluorescenţă a fost aplicată în cancer, pentru diferite părţi ale corpului”, spune Xiao.
„Avantajele unei sonde fluorescente numără printre altele, o rezoluţie înaltă şi capacitatea de a adapta sonda pentru a citi pentru diferite substanţe sau activităţi”, a precizat cercetătorul.
Cu cât un ţesut sau un organ se află mai în profunzime în corp, cu atât este necesară o lungime de undă mai mare a luminii pentru a discerne prezenţa moleculelor mici fluorescente. Din acest motiv, al doilea canal în infraroşu apropiat (NIR-II) cu lungimi de undă de 1.000 până la 1.700 de nanometri este deosebit de important pentru imagistica ţesutului profund. Pentru referinţă, lungimile de undă ale luminii vizibile variază de la 380 la 700 de nanometri.
„Instrumentul nostru este cu adevărat valoros pentru imagistica profundă, deoarece funcţionează în regiunea NIR-II”, a spus Xiao. „Spre deosebire de lungimile de undă NIR-II, efectele fluorescente în spectrul vizibil sau cu lungimi de undă în infraroşu apropiat între 600 şi 900 de nanometri (NIR-I) pătrund doar în adâncimea pielii”.
Imagistica creierului reprezintă o provocare deosebită nu numai datorită profunzimii şi accesibilităţii ţesuturilor, ci şi datorită barierei hematoencefalice, un strat de celule care acţionează ca un filtru foarte selectiv pentru a restricţiona trecerea substanţelor din sistemul circulator în sistemul nervos central.
„Oamenii vor întotdeauna să ştie ce se întâmplă exact în creier, dar este foarte greu să proiectezi o moleculă care să poată pătrunde prin bariera hematoencefalică. Până la 98% dintre medicamentele cu molecule mici aprobate de Administraţia americană pentru Alimente şi medicamente (FDA) nu pot”, a precizat Xiao.
Cercetătorul a explicat că, în general, moleculele de colorant NIR-II tind să fie mai mari întrucât sunt structuri conjugate cu multe legături duble. Aceasta reprezintă o problemă reală care nu a permis până acum folosirea fluorescenţei în imagistica cerebrală.
„Am încercat să rezolvăm această problemă prin dezvoltarea acestui nou agent colorant care este foarte mic, dar are o lungime de undă mai lungă”, a spus cercetătorul.
Spre deosebire de ceilalţi doi agenţi de contrast NIR-II cunoscuţi, care nu sunt capabili să traverseze bariera hemato-encefalică, agentul dezvoltată acum este mai compact, ceea ce îl face un candidat excelent pentru sonde sau medicamente care vizează creierul.
„În viitor, am putea modifica această paltformă pe care am putea-o folosi pentru a căuta o serie de metaboliţi diferiţi în creier”, a precizat Xiao.
Noul agent dezvoltat are o putere de durată mult mai mare decât verdele de indocianină, un alt agent de diagnostic NIR cu molecule mici, aprobat de FDA pentru utilizare ca substanţă de contrast.
O durată de viaţă mai lungă înseamnă că cercetătorii au mai mult timp pentru a înregistra urmele fluorescente înainte ca acestea să dispară.
„Atunci când este expus la lumină, substanţa de contrast pe bază de verde indocianină se deteriorează în câteva secunde, în timp ce agentul nostru lasă o urmă stabilă pentru mai mult de 10 minute”, a mai precizat omul de ştiinţă.
