Магниторезонансная позитронно-эмиссионная томография, токсическое воздействие лекарств

Удивительное, всего одной молекуле достаточно для выявления ROS за счет излучения света при контакте с пероксидом водорода, в то время как другая молекула дает возможность распознать присутствие RNS за счет того, что в присутствии пероксинитрита меняется характер ее флуоресценции.

Магниторезонансная позитронно-эмиссионная томография

Магниторезонансная томография способы преодоления препятствий, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) могут сделать снимки сквозь всю толщину) ткани печени человека. Следующей задачей, стоящей перед исследователями, будет разработка сенсоров, изменяющих направление, по которому они взаимодействуют с магнитными полями, например, в присутствии ROS или RNS. Способ контроля за состоянием печени животных под влиянием разрушительного воздействия лекарств в режиме реального времени, используя для этого крошечные сенсоры, внедренные в наночастицы.

Эффективность лекарств, токсическое воздействие

токсическое воздействие на печень является основной причиной малой эффективности лекарства, поэтому усовершенствование могло бы помочь модернизировать процесс разработки лекарства, приводя в результате к менее токсичным лекарствам и большему успеху в клинических испытаниях.

Индикатор окислительного стресса, реакционноспособные кислородсодержащие фрагменты

Обнаружение обычных метаболитов, которые являются индикаторами окислительного стресса, причиной которого являются реакционноспособные кислородсодержащие фрагменты [reactive oxygen species (ROS)] и реакционноспособные азотсодержащие группы [reactive nitrogen species (RNS)] – могут быть предвестниками токсичности лекарства, однако непосредственное обнаружение ROS и RNS в печени является сложной задачей.

Сенсоры на основе наночастиц, метаболиты в печени животных

Излучение света при взаимодействии с ROS или RNS

Разработаны сенсоры на основе наночастиц, которые могут обнаружить эти метаболиты в печени животных, что, по мнению исследователей, сможет помочь исключать токсичные вещества, являющиеся потенциальными лекарственными средствами, прежде чем они попадут к людям. Для создания таких сенсоров, названных хемилюминесцентно-флуоресцентными полупроводниковыми полимерными наночастицами [chemiluminescence-fluorescence semiconducting polymer nanoparticles (CF-SPN)], исследовательская группа Рао использовала две маленькие органические молекулы, которые меняют свою способность по излучению света при взаимодействии с ROS или RNS.

Для большинства лекарственных молекул оба метаболита являются вовлеченными в механизм, связанный с гибелью клеток печени, обусловленной действием лекарственных средств.  Наночастицы позволяют следить за ROS и RNS в режиме реального времени. Внедрили эти сенсоры в наночастицы, состоящие из флюоресцирующего полупроводникового полимера. Так как в печени наночастицы излучают свет в присутствии или отсутствии пероксинитрита или пероксида водорода, то их можно будет зафиксированы вне организма животных.

Токсичные промежуточные продукты метаболизма

Частицы CF-SPN могут использоваться для распознавания этих токсичных промежуточных продуктов метаболизма в режиме реального времени. Исследовательская группа успешно провела испытания сенсоров на мышах, давая им широко используемые лекарства – парацетамол, и изониазид – лекарство, обычно применяемое при лечении туберкулеза. Нирен Мёрфи (Niren Murthy), исследователь, не входящий в научную группу Жао, из Калифорнийского университета в Беркли, США, говорит, что группой Жао впервые продемонстрирована возможность одновременного определения реакционноспособных кислород— и азотсодержащих частиц.

Данный метод может быть полезным для токсикологического скрининга, проводимого на животных, тем не менее, этот метод не подходит для применения на людях. Определение метаболитов с помощью предложенного метода основано на фотонном излучении, и хотя существует возможность улавливать свет сквозь 1 см ткани в печени мыши, тем не менее, печень человека намного больше, поэтому необходимая глубина проникновения будет составлять десятки сантиметров.