применение магнитно резонансных контрастных средств при исследовании головного мозга тест нмо
Как проходит исследование головного мозга?
Рассказываем о высокоточных методах диагностики, которые используют для обследования головного мозга.
Головной мозг — самый сложный орган человеческого тела, ведь он связывает между собой все системы организма. Именно поэтому исследование головного мозга проходит с применением самых высокотехнологичных устройств диагностики.
Когда нужно обследовать мозг
С помощью высокоточной диагностики головного мозга врач может поставить диагноз или отследить развитие заболевания. Назначить обследования мозга или сосудов могут невролог, флеболог и травматолог из-за следующих жалоб:
При подозрении на инсульт и диагностике опухолей и эпилепсии, исследования просто необходимы — с их помощью можно обнаружить новообразования, закупорки и разрывы сосудов, гематомы, инородные тела и нефункционирующие участки мозга. Так как патологии в разных участках головы могут вызывать совершенно разнообразные симптомы, врачи очень часто назначают исследования головного мозга.
Виды исследований головного мозга
Самые распространённые и информативные виды исследований головного мозга — это компьютерная и магнитно-резонансная томография. Они позволяют получить качественные снимки мозга в нескольких проекциях, что помогает в диагностике любого недуга.
Магнитно-резонансная томография головного мозга
Абсолютно безопасный способ обследования, который практически не имеет противопоказаний. Опасен только пациентам с кардиостимуляторами и металлическими имплантатами в теле — магнитное поле томографа может сместить или нагреть предметы из металла и нарушить работу механизмов.
На полученном изображении можно рассмотреть плотные и мягкие ткани, сосуды и новообразования. Снимок МРТ проводится в нескольких проекциях на необходимой глубине, поэтому доктор может оценить состояние любого участка мозга.
Перед процедурой необходимо снять все металлические предметы и аксессуары. Чтобы не раздеваться перед исследованием, можно просто надеть одежду без молний и металлических пуговиц.
Для проведения МРТ пациент ложится на кушетку. Лаборант может дать наушники, защищающие от очень громких звуков во время процедуры. Затем пациента помещают внутрь томографа. Нужно сохранять неподвижность, так как смена положения тела исказит изображение. Обследование мозга обычно проводится не более получаса. По желанию пациента, если он почувствует себя некомфортно, процедуру можно прекратить или приостановить без вреда для информативности исследования.
Компьютерная томография головного мозга
Работает на основе рентгеновских лучей, поэтому её не рекомендуется проводить детям, беременным и кормящим женщинам. Но для всех остальных пациентов она абсолютно безопасна.
После КТ можно получить 3D-снимок головного мозга. Он такой же качественный, как и МРТ: на нём видны все структуры мозга и сосудов. Поэтому выбор между двумя видами томографии основан только на имеющихся противопоказаниях.
Металлические предметы также будет необходимо снять: они не опасны, как при МРТ, но мешают прохождению излучения. Если этого не сделать, часть изображения потеряется.
Существенный плюс компьютерной томографии — небольшие изменения положения тела не скажутся на результате. В остальном процедура мало отличается от проведения МРТ. Пациента на кушетке помещают в томограф и наблюдают за ним во время процедуры. Исследование длится не больше 15–20 минут и его можно прекратить в любой момент по просьбе пациента.
Томографию могут провести с использованием контрастного вещества, чтобы получить более детальные и чёткие снимки. Для этого сначала проходит обычное исследование, а затем пациенту внутривенно вводят красящее вещество. После этого процедура продолжается в течение нескольких минут.
Другие виды исследований
Кроме томографии, для обследования головного мозга применяются ещё несколько видов диагностики:
Как проходит исследование сосудов?
Для обследования вен и артерий головного мозга применяют ангиографию и ультразвуковое исследование. Оба варианта безопасны, информативны и имеют минимум противопоказаний.
Магнитно-резонансная ангиография
Даёт лучший результат при исследовании мелких сосудов и нервных стволов. В ходе исследования врач получит снимок всех сосудов вашего головного мозга. Это поможет диагностировать микроинсульты и тромбозы, которые не видны на обычном МРТ-снимке головы. Часто её назначают хирурги после операций для контроля состояния.
МРА проходит так же, как и обычная магнитно-резонансная томография, и имеет те же особенности и противопоказания. Перед процедурой нужно снять все металлические предметы, а во время работы томографа нельзя двигать головой. Часто, для правильной диагностики, ангиографию следует совмещать с МРТ головного мозга — это позволит более детально рассмотреть участок патологии.
Компьютерная ангиография
КА сосудов головного мозга по проведению схожа с компьютерной томографией. По итогам процедуры врач получит трёхмерная модель сосудов головы. На полученном изображении можно рассмотреть аномалии строения вен и артерий, атеросклероз, сужение просвета сосудов и новообразования.
Доктор может назначить это обследование как для подготовки к оперативному вмешательству, так и для контроля после лечения. Кроме того, такой вид обследования — выход для пациентов, которые по противопоказаниям не могут провести МРА.
При компьютерной ангиографии можно использовать контрастное вещество, чтобы лучше визуализировать повреждённые участки. Противопоказания для процедуры те же, что и для КТ: беременность и детский возраст.
Ультразвуковая допплерография
Датчик УЗИ ставят на самые тонкие кости черепа. С помощью ультразвука можно найти сужение или тромбоз в сосудах мозга, измерить скорость движения крови, обнаружить аневризмы и участки с изменённым направлением кровотока. Изображение показывается на экране монитора, и, при необходимости, можно распечатать нужный кадр.
С помощью УЗИ можно обследовать как сосуды внутри черепа, так и в шее, если из-за них был нарушен кровоток в мозге. У метода нет противопоказаний, он абсолютно безопасен для пациентов любого возраста. УД не требует дополнительной подготовки или обследований, однако, перед процедурой лучше воздержаться от приёма продуктов и лекарств, влияющих на тонус сосудов.
От чего зависит выбор исследования?
Самые распространённые методы исследований головного мозга: МРТ, КТ и УЗИ. Они достаточно информативны для абсолютного большинства возможных заболеваний. Если вы не знаете своего диагноза и хотите прийти к врачу с уже готовыми анализами, лучшим вариантом будет МРТ или КТ. Они дают достаточно информации по состоянию как самого мозга, так и костных тканей, на них можно различить крупные сосуды.
При травмах головы сначала следует провести краниографию. Она даст достаточную информацию о целостности черепа, и, если инородные тела не попали в мозг, другие виды диагностики будут не нужны. Если травма более серьёзная, с внутренним кровотечением и поражением мозга, то вам обязательно сделают томографию.
Если доктор назначил вам обследование сосудов головного мозга, то следует ориентироваться на собственные противопоказания, а также доступность исследований. И томография, и УЗИ показывают одинаково хороший результат.
Решающим фактором при выборе исследований остаётся решение врача. Серьёзная диагностика проводится только по направлению от доктора. Вполне возможно, что он назначит вам сразу несколько процедур для более полного обследования и точной постановки диагноза.
7 важных вопросов и ответов об МРТ с контрастом
Сегодня магнитно-резонансная томография (МРТ) – это наиболее информативный способ диагностики. Но даже его иногда недостаточно. Тогда назначается МРТ с контрастированием.
О том, когда оно необходимо и стоит ли опасаться контрастного вещества, рассказала врач магнитно-резонансной томографии медицинского центра «Нордин» Полина Грамович.
В каких случаях делают МРТ с контрастом?
— Такое исследование делают строго по назначению врача, когда с помощью других методов диагностики невозможно получить нужные данные. Контрастное вещество вводится пациенту внутривенно на определенном этапе сканирования. Катетер устанавливают в вену перед началом диагностики, до того момента, как пациента укладывают в МРТ-аппарат. Это вещество накапливается в патологических очагах. Программа позволяет врачу оценить интенсивность накопления визуально и в цифровом выражении.
МРТ с контрастом назначают, чтобы:
МРТ с контрастом важно в нейроонкологии. Во время этого исследования можно:
Также МРТ с контрастом — это «золотой стандарт» для выявления менингеальных патологий, то есть патологий оболочек спинного и головного мозга. Их невозможно увидеть без контрастирования.
Как подготовиться к исследованию?
— На МРТ с контрастированием рекомендуется приходить натощак, ограничить прием пищи за 2-3 часа до исследования. Больше никакой специальной подготовки не нужно, если речь не идет про МРТ органов малого таза и брюшной полости. В этих случаях она такая же, как и для диагностики УЗИ:
Исследование, в среднем, занимает от 30 до 60 минут. МРТ с контрастом длится на 15-30 минут дольше, чем МРТ без него — это время нужно на введение препарата.
Как часто можно делать МРТ с контрастом?
— Если мы говорим о пациентах, которые страдают онкологическими заболеваниями, им могут проводить МРТ с контрастом и 3-5 раз в год по мере необходимости. Если это общие патологии, то, конечно, такие исследования не рекомендуется делать чаще 1 раза в год.
Что из себя представляет контрастное вещество и как его вводят
в организм?
— Это прозрачная жидкость, которая ничем не отличается от большинства внутривенных препаратов. Практически все контрастные вещества состоят из гадолиния. Он помогает сделать патологический очаг на томограмме ярким и заметным. Контраст вводятся внутривенно. В периферическую вену ставят катетер и через него подают препарат, который распространяется по организму вместе с кровотоком. Этот процесс безболезненный.
Есть два способа введения контрастного вещества:
Последний способ имеет большое преимущество для диагностики. Инжектором вещество вводится с большой и стандартизированной скоростью. Это позволяет избежать погрешностей и построить графики для дальнейшей детализации той или иной патологии. Вручную невозможно контролировать точную скорость введения. Большую роль здесь играет человеческий фактор.
От контрастного вещества могут быть побочные эффекты?
— При введении контрастного вещества, как правило, не возникает негативных реакций. Часто пациенты ощущают тепло при инъекции.
Но важно помнить, что сегодня в медицине нет препаратов, которые абсолютно безопасны для организма человека.
Побочные эффекты на контрастное вещество могут быть:
Как правило, неприятные явления проходят самостоятельно и не требуют медицинского вмешательства.
Есть ли противопоказания для проведения МРТ с контрастом?
— МРТ с контрастированием нельзя делать:
Таким пациентам можно проводить МРТ без контрастного вещества.
С осторожностью МРТ с контрастом делают детям младше 1 года. Кормящим женщинам после исследования нужно не кормить ребенка грудным молоком в течение суток и провести сцеживание груди.
За какой период контрастное вещество выводится из организма?
— У пациентов без нарушения функции почек контрастное вещество полностью выводится в течение суток. Чтобы ускорить этот процесс нужно соблюдать питьевой режим.
Если пациент страдает заболеваниями почек, то период выведения препарата — до 120 часов. При наличии грубых нарушений в этом органе после проведения МРТ с контрастом пациент идет на гемодиализ.
Применение магнитно резонансных контрастных средств при исследовании головного мозга тест нмо
ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского», Москва
ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского», Москва; ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова», Москва
Кафедра неврологии и нейрохирургии Российского государственного медицинского университета, Москва
Отдел фундаментальной и прикладной нейробиологии ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского»; Кафедра медицинских нанобиотехнологий Российского государственного медицинского университета им. Н.И. Пирогова
Контрастные вещества для магнитно-резонансной томографии при диагностике рассеянного склероза
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(1): 58-65
Абакумова Т. О., Нуколова Н. В., Гусев Е. И., Чехонин В. П. Контрастные вещества для магнитно-резонансной томографии при диагностике рассеянного склероза. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(1):58-65.
Abakumova T O, Nukolova N V, Gusev E I, Chekhonin V P. Contrast agents in MRI-diagnosis of multiple sclerosis. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2015;115(1):58-65.
https://doi.org/10.17116/jnevro20151151158-65
ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского», Москва
В рамках диагностики и оценки эффективности терапии большое значение имеет магнитно-резонансная томография с применением контрастных веществ. Их разработка на основе гадолиния или наночастиц оксида железа является перспективной в диагностике патологических очагов (опухолей, амилоидных бляшек, воспалений и очагов демиелинизации некроза) при заболеваниях нервной системы. В обзоре рассматриваются типы вновь разрабатываемых диагностических веществ для визуализации патологических очагов при РС.
ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского», Москва
ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского», Москва; ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова», Москва
Кафедра неврологии и нейрохирургии Российского государственного медицинского университета, Москва
Отдел фундаментальной и прикладной нейробиологии ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского»; Кафедра медицинских нанобиотехнологий Российского государственного медицинского университета им. Н.И. Пирогова
В мире насчитывается около 2,5 млн больных рассеянным склерозом (РС) [1].
В настоящее время разработаны четкие критерии постановки диагноза рассеянного склероза (РС), основанные на анализе жалоб больного, неврологического статуса данных магнитно-резонансной томографии (МРТ) и других методов (иммунологические, нейрофизиологические) (табл. 1) [2]. Наиболее информативным инструментальным методом диагностики РС считается МРТ [3, 4], которая позволяет визуализировать патологические очаги в ткани мозга [5]. Благодаря этому методу была подтверждена многоочаговость поражения центральной нервной системы при РС [6—10]. Для анализа данных МРТ разработаны соответствующие диагностические критерии (табл. 2). Применение контрастного вещества (КВ) при проведении МРТ помогает не только в первичной диагностике РС, но и в оценке динамики развития заболевания. Введение К.В. позволяет дифференцировать степень зрелости очагов: в активных очагах происходит накопление КВ, а увеличение размера старого очага сопровождается его накоплением по периферии. В то же время применение современных КВ при РС в рекомендованной дозе (0,1 ммоль/кг) зачастую не эффективно, а повышение дозы ведет к увеличению частоты возникновения побочных эффектов [11]. Для решения этой проблемы применяют различные методы [12] и режимы сканирования [13—19], а также разрабатывают новые КВ (высокорелаксивные хелаты гадолиния, наночастицы оксида железа, макромолекулярные конъюгаты, векторные препараты), способные с более высокой чувствительностью визуализировать патологические очаги при РС и повышать точность диагностического заключения [20, 21].
Таблица 1. Критерии диагноза РС [2]
Таблица 2. МРТ-критерии для диссеминации в пространстве (А) и времени (Б) [2]
Магнитно-резонансная томография и контрастные вещества для улучшения диагностики РС
Преимуществами МРТ являются неинвазивность, отсутствие лучевой нагрузки и возможность визуализации мелких патологических очагов. Тем не менее существуют патологические процессы, которые могут быть визуализированы только при использовании К.В. Проведение МРТ с КВ увеличивает возможности визуализации очагов воспаления, опухолей, атеросклеротических бляшек, мелких участков некроза и др. [22, 23].
Применение МРТ в настоящее время является обязательным условием диагностики РС. КВ ускоряют процессы релаксации протонов воды в окружающей ткани, влияя на усиление контрастирования, и делятся на два класса: Т1-контрастные (укорачивают спин-решеточное Т1 время релаксации) и Т2-контрастные (укорачивают спин-спиновое Т2 время релаксации) агенты. Т1-агенты называют еще позитивными КВ, потому что доминирующий T1-снижающий эффект приводит к увеличению интенсивности сигнала в ткани (рис. 1). T2-КВ — или отрицательные КВ — в значительной степени избирательно увеличивают 1/T2 ткани, что приводит к снижению интенсивности сигнала. Парамагнитные К.В. на основе гадолиния и марганца — это примеры T1-агентов [24, 25], в то время как магнитные наночастицы оксида железа являются примерами T2-КВ [26].
Рис. 1. Трансверсальный срез головного мозга мыши. Т1-взвешенное изображение (а) и Т2-взвешенное изображение (б).
Частицы оксида железа интересны в качестве Т2-КВ, благодаря ферромагнитным свойствам оксида железа. Однако из-за больших размеров частиц (до нескольких микрон) их нельзя вводить внутривенно, так как это может привести к эмболизации сосудов. Подобные частицы могут применяться только при контрастировании желудочно-кишечного тракта [27]. При переходе в наноразмерное состояние изменяется структура кристаллов оксида железа, вследствие чего полученные частицы становятся однодоменными и приобретают свойства суперпарамагнетиков. На физико-химические свойства магнитных наночастиц влияют два основных параметра: размер ядра и способ покрытия частиц [28]. Покрытие наночастиц оксида железа различными полимерами или макромолекулами позволяет не только увеличить релаксивность (способность вещества к сокращению времени релаксации координированных протонов воды), оно необходимо также для уменьшения токсичности препаратов и повышения стабильности самих частиц в водных растворах. Как правило, частицы без оболочки нерастворимы в воде, что существенно ограничивает их применение. Увеличение релаксивности возможно при увеличении размера частиц при том условии, что количество железа остается прежним [29].
Несмотря на то что в клинике используются оба КВ, в большинстве МРТ-исследований с контрастированием используют препараты гадолиния [30]. Современные К.В. на основе гадолиния имеют ряд недостатков, среди которых, например, низкая релаксивность, нефротоксичность [31] и быстрая элиминация из организма [32]. Один из способов улучшения релаксивности Т1-КВ — это применение хелатирующих агентов с большим координационном числом [33]. Спустя несколько лет после успешного применения магневиста (гадопентетовая кислота), появились новые КВ на основе гадолиния: проханс (гадотеридол), омнискан (гадодиамид), оптимарк (гадоверсетамид) [34] и позже дотарем (гадотеровая кислота) [35]. На сегодняшний день разработаны различные хелатные комплексы с улучшенными значениями релаксивности. Они представлены на рис. 2.
Рис. 2. Высокорелаксивные хелатирующие агенты для конъюгации с гадолинием.
Релаксивность хелатных комплексов гадолиния может быть улучшена за счет создания новых макромолекулярных комплексов, несущих КВ [36, 37]. Это позволяет связать несколько хелатных комплексов гадолиния вместе и тем самым увеличить время корреляции протонов воды вокруг КВ, что ведет к увеличению релаксивности и повышению контраста изображения [14]. КВ могут быть ковалентно связаны с «носителем» (полимер [38], дендример и др. [39, 40]) или нековалентно включены в его структуру (мицеллы [41, 42], липосомы [43]). За счет пролонгированного действия макромолекулярных КВ можно улучшить визуализацию при введении меньшей дозы [44, 45].
Для улучшения контрастирования при определенных заболеваниях используется ткане- или органоспецифичная доставка диагностических препаратов (векторные препараты) [46]. Это возможно путем конъюгирования КВ с различными векторными молекулами — антителами, аптамерами, рецепторами, лигандами и др., комплементарно активные молекулы которых гиперэкспрессируются на клетках при различных патологических процессах, в том числе и при РС [47]. Рациональный подход заключается в том, чтобы оптимизировать свойства векторных КВ (релаксивность, аффинность к маркерам заболевания) и доставить их к патологическому очагу [36].
В настоящее время стремительно развивается и магнитно-резонансная спектроскопия (МРС), позволяющая оценить биохимические изменения в тканях у пациентов с различными заболеваниями, в том числе с РС. Магнитно-резонансные спектры отображают процессы метаболизма; с помощью анализа электромагнитной реакции ядер атомов водорода (Н1) на возбуждение их определенной комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности возможно определять количество N-ацетиласпартата в нейронах головного мозга или количество холина в клеточных мембранах [48]. Соединения фосфора Р31 применяются главным образом для изучения обмена веществ на клеточном уровне, а молекулы углерода С13 — для мониторинга метаболизма глюкозы. Нарушения данных процессов позволяют на ранних стадиях заподозрить наличие заболевания до появления клинически значимых симптомов. Другими перспективными способами диагностики РС являются получение и анализ диффузионно-взвешенных изображений [49, 50] и МРТ-термометрия [51]. Однако основополагающим методом для постановки диагноза остается стандартная МРТ с применением КВ.
Визуализация патологических очагов при РС
Методические подходы к визуализации пораженных очагов белого вещества головного мозга в целом делятся на две большие группы, в зависимости от способа введения препаратов: тканеинвазивные (с трепанацией черепа) и тканенеинвазивные/минимально инвазивные (внутривенное введение). Первые, как правило, экспериментальные и применяются при решении прикладных задач [22, 52, 53]. Одним их них являются микроинъекции агентов в выбранных областях мозга. Примером может служить марганец-усиленная МРТ, при которой используют накопление ионов Mn 2+ в активных зонах головного мозга и сердца за счет проникновения Mn 2+ в возбудимые клетки через напряжение закрытых кальциевых каналов, что ведет к увеличению T1-контраста на изображении [54]. Прямой впрыск MnCl2 в специфические области мозга позволяет не только визуализировать нейронные сети, но и их специализированные разновидности — обонятельные, зрительные и соматические пути.
Другим примером является применение дихромата калия K2Cr2O7. Внутрижелудочковые микроинъекции низкой дозы дихромата калия дают специфическую визуализацию белого вещества на T1-взвешенных изображениях МРТ мозга мыши in vivo. Это позволяет получать выраженное и стойкое увеличение сигнала в богатых белым веществом участках мозга, например в мозолистом теле. После введения КВ на основе Cr (VI) происходит его восстановление до Cr (V) или Cr (III) путем окисления липидов миелина. Вследствие этого процесса происходит специфическая визуализация белого вещества и неспецифически повышается контраст серого вещества в таких структурах, как гиппокамп. Таким образом, этот метод позволяет визуализировать также и другие области, которые отличаются от той, которая получена с помощью инъекции Mn 2+ [55].
Мечение клеток иммунной системы или нейральных стволовых клеток с помощью наночастиц оксида железа используется при изучении эффективности клеточной терапии РС [56—58]. Для этого наночастицы оксида железа конъюгируют с поли-L-лизином для эффективной трансфекции и инкубируют с Т-клетками в течение 24 ч. После чего меченые Т-клетки вводят животным, как правило, в желудочки головного мозга и анализируют накопление на Т2-взвешенных изображениях, а также используя другие протоколы МРТ (3D, 3D RARE) [59].
Несмотря на успешное применение подобных КВ в экспериментах на животных, внутрижелудочковое введение препаратов пациентам с подозрением на РС не представляется перспективным в связи с необходимостью трепанации черепа. С точки зрения практического применения интересны разработки КВ с минимально инвазивным способом введения (внутривенное, интраназальное и др.). При внутривенном введении улучшение контраста изображения достигается, когда одна ткань имеет более высокую аффинность к препарату или лучше васкуляризирована, чем другая. Патологические ткани, такие как опухоли или демиелизированные нервные волокна, метаболически отличаются от здоровых тканей и гораздо лучше захватывают КВ, в результате чего МР-томограммы получаются более контрастными. Кроме этого, при РС наблюдается повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), что также позволяет улучшить визуализацию на Т1-взвешенных томограммах с помощью не только низкомолекулярных, но и макромолекулярных КВ [60, 61].
Хелаты гадолиния (омнискан, гадовист, магневист) широко используются для визуализации Р.С. Они, как правило, эффективны лишь в высокой дозе (0,2—0,4 ммоль/кг), что повышает риск возникновения побочных эффектов [11, 62]. В некоторых странах для визуализации бляшек при РС разрешено применение контрастных агентов на основе наночастиц оксида железа: Аmi-227 (Sinerem), Feridex и др. Сравнение с препаратами на основе хелатов гадолиния было показано, что в большинстве исследований наночастицы оксида железа в меньшей степени эффективны для визуализации процесса РС, что может быть связано с размером частиц и недостаточной проницаемостью ГЭБ [63].
Увеличение специфичности и релаксивности КВ позволяет не только улучшить визуализацию очагов демиелинизации, но и уменьшить дозу, а значит вместе с ней и токсичность действия на организм. Специфичные К.В. можно разделить на два класса: пассивно направленные на определенный тип клеток (пассивная доставка), и активно ориентированные на молекулярный центр связывания с соответствующим лигандом (активная доставка). Специфичность пассивной доставки агентов основана главным образом на размере КВ и его химической структуре. Вторая группа КВ основана на распознавание конкретных молекулярных маркеров этих процессов на поверхности клеток, таких как клеточно-специфические рецепторы или транспортные белки.
Примером разработок в области пассивной доставки могут быть исследования G. Cavaletti и соавт. [64] по доставке липосом. Авторы вводили крысам с экспериментальным аллергическим энцефаломиелитом (ЭАЭ) разнозаряженные липосомы (с положительным или отрицательным зарядом) и наблюдали селективное накопление катионизированных липосом в очагах демиелинизации по сравнению с анионными контейнерами. В качестве контроля препараты были введены здоровым особям с интактным ГЭБ.
Примерами исследований в области активной доставки могут быть наночастицы железа, конъюгированные с антителами к CD3+ клеткам, которые визуализировали патологические очаги демиелинизации [66]. Кроме этого, в качестве векторных групп для доставки были исследованы моноклональные антитела к anti-VCAM-1 [67] и anti-ICAM1 [68]. Для доставки к VCAM-1 положительным клеткам использовались магнитные наночастицы оксида железа [69]. КВ вводили на 8, 12 и 15-е сутки после иммунизации в модели ЭАЭ и сравнивали количество очагов, визуализированных с помощью VCAM-1-векторных магнитных наночастиц и КВ на основе хелатов гадолиния. Отмечено, что полученные КВ способны визуализировать очаги демиелинизации до появления клинических признаков заболевания (на 8-й день после иммунизации), что может быть полезно при ранней диагностике РС.
H. Zhang и соавт. [70] разработали парамагнитные липосомы, на поверхность которых через полимерный линкер были конъюгированы хелатные комплексы гадолиния и антитела к белкам адгезивных контактов anti-ICAM-1 [25]. Полученные парамагнитные липосомы имели релаксивность 8,7 мМ –1 сек צ1 при 2,0 Т (например, релаксивность магневиста 3,4 мМ –1 сек –1 при 1,0 T). Мышам с ЭАЭ вводили специфические липосомы (1,2 мг Gd/кг; 0,89 мг mAb anti-ICAM-1/кг), конъюгированные с флуоресцентным красителем Texas Red, и через 24 ч фиксировали и извлекали головной мозг для оценки накопления в нем разработанных агентов с помощью конфокальной микроскопии, а также для получения Т1-взвешенных изображений на МР-томографе. Результаты ex vivo экспериментов, полученные с помощью конфокальной микроскопии, показали накопление anti-ICAM-1 липоcом в сосудах мозжечка вокруг очага воспаления: в коре мозжечка (32%), в коре полушарий (28%), а также в белом веществе мозжечка (18%) [69—71]. Вводимая исследователями маленькая доза КВ (0,07 ммоль Gd/кг против 0,1 ммоль Gd/кг в клинике) делает разработку перспективной, однако остается большая вероятность того, что данной дозы будет недостаточно для эффективности в исследованиях in vivo.
В качестве перспективной мишени исследователи рассматривают миелопероксидазу. R. Forghani и соавт. [47] синтезировали КВ путем конъюгации миелопероксидазы с Gd-DTPA и вводили животным на 10-е сутки после иммунизации в дозе 0,3 ммоль Gd/кг. Данный протокол позволял успешно визуализировать очаг воспаления и инфильтрацию миелоидных клеток в контрольной группе и группе, подвергшейся лечению ЭАЭ ингибитором миелопероксидазы.
Векторные конструкции, селективно визуализирующие миелин, были разработаны Z. Frullano и соавт. [72—73] на основе ковалентного конъюгирования с хелатами гадолиния (рис. 3). Полученные К.В. обладали значениями Т1-релаксивности в 1,5 раза выше коммерческих аналогов, таких как Gd-DTPA или Gd-DOTA и составляли 5,7 ммоль –1 с –1 при 9,4 T. Селективность связывания обеспечивалась за счет стилбена с компонентами миелина.
Рис. 3. Пример двух векторных КВ, селективно визуализирующих миелин.
Заключение
Нет сомнений в том, что МРТ занимает ведущее место в диагностике Р.С. Введение К.В. при проведении МР-исследования существенно позволяет повысить точность постановки диагноза, а также оценить динамику и исход заболевания. Большинство К.В. для МРТ являются низкомолекулярными хелатами гадолиния, снижающими Т1-время релаксации протонов, что приводит к увеличению сигнала в тканях (позитивное КВ). Также разрабатываются Т2-КВ, которые увеличивают 1/Т2 время релаксации протонов и приводят к уменьшению сигнала в ткани (отрицательное КВ). Разработки новых КВ направлены прежде всего на повышение значений релаксивности по сравнению с существующими коммерческими аналогами, уменьшению гепато- и нефротоксичности и увеличению времени элиминации из организма. Это достигается путем связывания нескольких хелатных комплексов гадолиния вместе, что ведет к увеличению времени корреляции протонов воды вокруг КВ, а в дальнейшем к увеличению релаксивности и повышению контраста изображения. Улучшение значений релаксивности возможно также путем конъюгации гадолиния с хелатирующими агентами с высоким координационным числом. Решить проблему токсичности, а также улучшить визуализацию конкретных заболеваний позволит органо- и тканеспецифичная доставка (векторные препараты).
В целом все КВ для визуализации РС можно разделить на тканеинвазивные и нетканеинвазивные. Все они в той или иной степени позволяют специфически контрастировать белое вещество (миелиновые волокна) головного мозга. Они отличаются от коммерческих аналогов высокой молекулярной массой (в случае наночастиц оксида железа до нескольких млн дальтон), что позволяет увеличить время их полувыведения в крови; обладают высокой специфичностью связывания с рецепторами, активно экспрессированными в очагах демиелинизации, что ведет к уменьшению вводимой дозы препаратов и, как следствие, снижению токсического эффекта. К недостаткам разрабатываемых КВ стоит отнести их высокую стоимость, особые требования к хранению и возможность иммунотоксического эффекта векторных конъюгатов на основе антител. Тем не менее научное направление, базирующееся на разработке технологий получения векторных контрастных агентов для МРТ диагностики РС, следует признать перспективным.