Pažangios medžiagos: nauja pažeidžiamų aterosklerozinių plokštelių tikrinimo technologija

Širdies ir kraujagyslių ligos (ŠKL) yra viena rimčiausių grėsmių žmogaus sveikatai. Ypač mano šalyje sergamumas ir mirtingumas, kurį sukelia širdies ir kraujagyslių ligos, vis dar didėja. Aterosklerozė (AS) yra pagrindinė patologinė širdies ir kraujagyslių ligų priežastis. Uždegiminis atsakas pasireiškia visais AS etapais, pradedant arterinių riebalų dryžių susidarymu, baigiant AS susidarymu ir net plokštelių plyšimu. Tuo pačiu metu, makrofagai. Jis vaidina pagrindinį vaidmenį oksiduoto mažo tankio lipoproteinų (oxLDL) absorbavimo į putplasčio ląsteles procese. Tuo pačiu metu jis išskiria daugybę uždegiminių veiksnių ir gamina nestabilias AS plokšteles. Klinikinių tyrimų metu nustatyta, kad putplasčio ląsteles, kuriose gausu AS plokštelių, lengva plyšti ir suformuoti trombus, o tai sukelia mirtinas komplikacijas, tokias kaip miokardo infarktas ir insultas. Todėl efektyvus putų ląstelių identifikavimas ir pažeidžiamų AS plokštelių išskyrimas turi didelę reikšmę klinikinių širdies ir kraujagyslių ligų prevencijai ir gydymui.

Remdamasis tuo, profesorius Zhengas Leminas iš Pekino universiteto Sveikatos mokslo centro širdies ir kraujagyslių mokslo instituto ir Pagrindinės molekulinės širdies ir kraujagyslių mokslo laboratorijos paskatino komandą naudoti Ti3C2 / ICG nanokompozitus kaip PA nanodaviklius, kad būtų sukurta neinvazinė PA vaizdo platforma, kuri sėkmingai realizuotas Tiesioginis intravitalinis pažeidžiamų AS plokštelių vaizdavimas. Tyrimo rezultatai pavadinti" Neinvazinis nanoprotektorius pažeidžiamų aterosklerozinių plokštelių in vivo fotoakustiniam vaizdavimui GG; ir paskelbta internete" Advanced Materials" žurnalas.

Tiek Ti3C2 nanolaiškai, tiek ICG turi puikų PA vaizdavimo našumą. Be to, „Ti3C2“ nanolaiškos turi didelį specifinį paviršių ir gali būti naudojamos kaip nanokandikliai, pakrauti su įvairiomis ICG molekulėmis, todėl Ti3C2 / ICG nanodavikliai gali žymiai pagerinti PA veikimą. Norėdama atlikti labai selektyvų pažeidžiamų apnašų atpažinimą, žmogaus akis kaip taikinį pasirinko pernelyg ekspresuotą osteopontiną (OPN) AS plokštelių putplasčio ląstelėse. Modifikuojant anti-OPN antikūnus (OPN Ab), suformuotas OPN Ab / Ti3C2 / ICG nanodaviklis gali specialiai atpažinti putplasčio ląsteles ir pažeidžiamą apnašų audinį. Po intraveninės injekcijos į AS modelio peles OPN-Ab / Ti3C2 / ICG nanodaviklis parodė ypač patobulintą PA vaizdą ant trapios apnašos turinčios aortos arkos.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad makrofagai ir putplasčio ląstelės, kurios nebuvo apdorotos, neparodo raudonos fluorescencijos. Dėl to, kad trūksta OPN-Ab modifikacijos, net jei Ti3C2 / ICG nanodaviklis inkubuojamas su putplasčio ląstelėmis, viršijančiomis OPN, jo nespecifinis afinitetas yra labai silpnas. Kadangi putplasčio ląstelių OPN išraiška yra žymiai didesnė nei makrofagų, tikimasi, kad putplasčio ląstelės, kartu inkubuojamos su OPN Ab / Ti3C2 / ICG nanoprobomis, žymiai padidins raudoną fluorescenciją, o makrofagai, apdoroti tuo pačiu. Fluorescencinis signalas yra palyginti silpnas.

Intravaskulinis ultragarsas (IVUS), rentgeno, optinės koherentinės tomografijos ir magnetinio rezonanso (MR) vaizdai yra dažniausiai naudojami AS klinikinės diagnostikos metodai. Naudojant šiuos metodus galima gerai stebėti išsamią AS plokštelių morfologiją, analizuoti plokštelių tirpumą ir išmatuoti intima terpės storį. Tačiau jo jautrumas yra palyginti mažas ir sunku atrinkti pagrindinius AS plokštelių komponentus, o tai kelia didžiulį iššūkį nustatant AS pažeidžiamas plokšteles. Fotoakustinis vaizdavimas yra naujo tipo biomedicininis diagnostikos metodas, derinantis didelį optinio vaizdo jautrumą ir gana aukštą ultragarso vaizdų skverbimosi gylį, su didele erdvine skiriamąja geba ir geru audinių kontrastu. Pavyzdžiui, naudojant vidinius šaltinius. Hemoglobino (PA) arba egzogeninių lipidų (PA) palyginimas gali padėti atskirti tam tikruose audiniuose esantį hemoglobiną (PA) nuo įprastų audinių, nanomedžiagų ir organinių dažų molekulių, turinčių tipinę arti infraraudonųjų spindulių adsorbciją. Ankstesniuose tyrimuose AS PA tyrimas daugiausia buvo sutelktas į intravaskulinį PA vaizdavimą, naudojant komercinius intravaskulinius ultragarso kateterius ar AS plokšteles. Tačiau gryni in vitro tyrimai negali visiškai įrodyti PA vaizdavimo realistiškesnėje kraujo turinčioje ir sudėtingoje audinių aplinkoje. In vivo intravaskulinis PA vaizdas yra invazinis diagnostikos metodas, leidžiantis tiesiogiai identifikuoti gyvus audinius. Pažeista plokštelė sukelia daug neaiškumo.

Artimųjų infraraudonųjų spindulių nanobandžių atsiradimas yra geras sprendimas minėtiems trūkumams įveikti. Artimojo infraraudonųjų spindulių nanobandikliai paprastai pasižymi puikiais optinės sugerties koeficientais, kurie gali labai pagerinti PA vaizdo jautrumą, net tuo pačiu metu susiduriant su stiprių foninių trukdžių iššūkiu. Funkcinių aptamerių ir nanoprobenų derinys dar labiau skatina molekulinę neinvazinę diagnozę. Tačiau neinvazinių PA vaizdų taikymas sergant AS liga vis dar yra kūdikystės stadijoje.

Trumpai tariant, tyrimų grupė pasiūlė neinvazinę in vivo PA vaizdavimo platformą, pagrįstą OPN-Ab / Ti3C2 / ICG nanoprobomis, kad būtų galima intuityviai diagnozuoti pažeidžiamas AS plokšteles. Naudojant Ti3C2 nanolaiškus kaip nanokratą, kartu su PEI danga, kovalentinis OPN-Ab ryšys ir didelė ICG molekulių apkrova yra gerai suprantama. Zondu pagrįstas PA vaizdas yra geras sprendimas tiriant pagrindinius AS plokštelių komponentus molekuliniu lygmeniu, be to, jis suteikia daug galimybių toliau tirti neinvazinį giliųjų audinių (žmogaus miego arterijos, miego arterijos ir miego arterijos) vaizdavimą. arterija).