امکان بهبود کنتراست MRI با نانوذرات دارای پوشش پپتیدی

یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که با استفاده از تصویربرداری مغناطیس رزونانس (MRI) می‌توان سرطان را به سادگی شناسایی کرد. برای این منظور، محققان مؤسسه‌ی آاستار اقدام به ساخت نانوذرات اکسید آهن زیست‌سازگار کرده‌اند و از آن‌ها به‌عنوان عامل کنتراست‌دهنده استفاده کردند.

هر چند ترکیبات گادولیم به‌عنوان عامل کنتراست‌دهنده برای بهبود نسبت سیگنال به نویز در طول MRI استفاده می‌شود، اما این ماده دارای عوارض جانبی بوده و می‌تواند به عملکرد کلیه آسیب بزند. این در حالی است که نانوذرات اکسید آهن جایگزین کم‌خطری برای ترکیبات گادولیم هستند. در محیط‌های زیستی پیچیده، این نانوذرات به تجمع و چسبیدن به هم تمایل دارند و ممکن است به ترکیبات دیگر نیز بچسبند؛ با این کار فعالیت مغناطیسی آن‌ها دستخوش تغییر می‌شود.

دیوید پارامل از مؤسسه‌ی آاستار اقدام به ارائه پوشش پپتیدی کرده که مانع از تجزیه یا تجمع نانوذرات آن‌ها شده و در عین حال زیست‌سازگاری آن‌ها را نیز بهبود می‌دهد. این پوشش برای این که از اکسید آهن به‌عنوان عامل کنتراست‌دهنده در کلینیک‌ها استفاده شود، ضروری است.

براساس تجربیات پیشین که این گروه روی نانوذرات طلا و نقره داشته و از پپتید برای پوشاندن آن‌ها استفاده کردند، محققان گروه‌های مختلف پپتیدهای کوتاه را برای نشاندن روی نانوذرات اکسید آهن در نظر گرفتند. آن‌ها به دنبال ایجاد فیلم تک‌لایه روی سطح نانوذرات بودند؛ از این رو، لیگندهایی ساختند که بتوانند فاصله میان پپتید و نانوذره را پر کنند.

هر پپتید یک سر و یک دم دارد که دم به نانوذره و سر که دارای گروه عامل الکلی است موجب پایدار شدن نانوذره شده و اجازه‌ی برهم‌کنش ناخواسته با عوامل بیرونی و محیطی را نمی‌دهد.

نتایج آزمایش‌های انجام شده روی این نانوذرات نشان می‌دهد که نانوذرات اکسید آهن می‌توانند در شرایط زیستی مختلف پایدار بمانند و خواص مغناطیسی خود را حفظ کنند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Biocompatible Peptide-Coated Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles for In Vivo Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده‌است.