Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Изучение эффективности контрастирования различных видов опухолей с использованием кубических наночастиц магнетита

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2018-1-139-148

Полный текст:

Аннотация

На сегодняшний день магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из ключевых методов диагностики различных заболеваний. Использование различных контрастных агентов на основе магнитных наночастиц способно повысить эффективность диагностики и, как следствие, качество проводимого впоследствии лечения. Наиболее перспективными контрастными агентами являются наночастицы магнетита кубической формы в связи с их высокими показателями релаксивности, а также биосовместимостью и биоразлагаемостью.

Цель настоящей работы – оценить эффективность МРТ-визуализации опухолевых очагов при помощи кубических наночастиц магнетита (КНЧМ).

Материалы и методы. Осуществлен синтез 15 нм КНЧМ, модифицированных биосовместимым сополимером плюроником F127. Полученные КНЧМ и их водные коллоиды были охарактеризованы комплексом физико-химических методов анализа. Затем методом МРТ было проведено исследование эффективности контрастирования различных видов опухолей после внутривенного введения водных коллоидов КНЧМ. Для комплексной оценки полученных результатов в работе использовали три модели опухолей мыши: рак молочной железы 4Т1, рак толстого кишечника СТ-26 и меланома В16. МРТ-исследования проводили до введения частиц, а также через 30 мин, 6 и 24 ч после инъекции в Т2-взвешенном режиме в двух взаимноортогональных проекциях.

Результаты. Анализ полученных результатов показал, что наиболее эффективное накопление частиц выявлено в моделях 4Т1 (100%) и В16 (57%), а в модели СТ-26 эффективность накопления составила 50%, что связано с эффектом проницаемости кровеносных сосудов.

Об авторах

А. А. Никитин
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»; Московский государственный университет (МГУ) имени М.В. Ломоносова
Россия
Никитин Алексей Андреевич, аспирант, химический факультет;  инженер.г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 ; 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1/3.


В. А. Науменко
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия

Науменко Виктор Алексеевич, канд. мед. наук, инженер.

г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .



С. С. Водопьянов
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия
Водопьянов Степан Сергеевич, канд.биол. наук, инженер. г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .


А. С. Гаранина
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия
Гаранина Анастасия Сергеевна, канд.биол. наук, инженер. г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .


Н. Д. Федорова
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия
Федорова Наталья Дмитриевна, магистрант. г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .


Е. Д. Калабай
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия
Калабай Енлик Даулеткызы, магистрант. г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .


А. Г. Савченко
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия

Савченко Александр Григорьевич, канд. физ.-мат. наук, зав. кафедрой физического материаловедения.

г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4 .



М. А. Абакумов
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»; Российский национальный исследовательский медицинский университет (РНИМУ) имени Н.И. Пирогова .
Россия
Абакумов Максим Артемович, канд. хим. наук, зав. лабораторией «Биомедицинские наноматериалы». г. Москва, 119991, Ленинский пр., 4;  г. Москва, 117997, ул. Островитянова, 1 .


А. Г. Мажуга
Московский государственный университет (МГУ) имени М.В. Ломоносова ; Российский химико-технологический университет (РХТУ) имени Д.И. Менделеева .
Россия

Мажуга Александр Георгиевич, д-р хим. наук, профессор;  и.о. ректора.

119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1/3 ; г. Москва, 125047, Миусская пл., 9. 



Список литературы

1. Lee N. et al. Iron Oxide Based Nanoparticles for Multimodal Imaging and Magnetoresponsive Therapy. Chemical Reviews. 2015; 115 (19): 10637–10689. DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00112.

2. Yigit M.V., Moore A., Medarova Z. Magnetic nanoparticles for cancer diagnosis and therapy. Pharmaceutical Research. 2012; 29 (5): 1180–1188. DOI:10.1007/s11095012-0679-7.

3. Josephson L. et al. The effects of iron oxides on proton relaxivity. Magn. Reson. Imaging. 1988; 6 (6): 647–653.

4. Ramalho J. et al. Gadolinium-based contrast agent accumulation and toxicity: An update. American Journal of Neuroradiology. 2016; 37 (7): 1192–1198. DOI:10.3174/ ajnr.A4615.

5. Kievit F.M., Zhang M. Surface engineering of iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy. Acc. Chem. Res. 2011; 44 (10): 853–862. DOI:10.1021/ar2000277.

6. Jun Y.W. et al. Nanoscale Size Effect of Magnetic Nanocrystals and Their Utilization for Cancer Diagnosis via Magnetic Resonance Imaging. J. Am. Chem. Soc. 2005; 127 (16): 5732–5733. DOI: 10.1021/ja0422155.

7. Brooks R.A., Moiny F., Gillis P. On T2-shortening by strongly magnetized spheres: A partial refocusing model. Magn. Reson. Med. 2002; 47 (2): 257–263.

8. Zhen G. et al. Comparative Study of the Magnetic Behavior of Spherical and Cubic Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles. J. Phys. Chem. C. 2011; 115 (2): 327–334. DOI: 10.1021/jp104953z.

9. Lee N. et al. Water-dispersible ferrimagnetic iron oxide nanocubes with extremely high r 2 relaxivity for highly sensitive in vivo MRI of tumors. Nano Lett. 2012; 12 (6): 3127–3131. DOI:10.1021/nl3010308.

10. Batrakova E.V., Kabanov A.V. Pluronic block copolymers: Evolution of drug delivery concept from inert nanocarriers to biological response modifiers. Journal of Controlled Release. 2008; 130 (2): 98–106. DOI: 10.1016/j.jconrel.2008.04.013.

11. Nakamura Y. et al. Nanodrug Delivery: Is the Enhanced Permeability and Retention Effect Sufficient for Curing Cancer? Bioconjugate Chemistry. 2016; 27 (10): 2225–2238. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.6b00437.

12. Bertrand N. et al. Cancer nanotechnology: The impact of passive and active targeting in the era of modern cancer biology. Advanced Drug Delivery Reviews. 2014; 66: 2–25. DOI: 10.1016/j.addr.2013.11.009.

13. Riemer J. et al. Colorimetric ferrozine-based assay for the quantitation of iron in cultured cells. Anal. Biochem. 2004; 331 (2): 370–375. DOI: 10.1016/j.ab.2004.03.049.

14. Nikitin A. et al. Synthesis, characterization and MRI application of magnetite water-soluble cubic nanoparticles. J. Magn. Magn. Mater. 2017; 441: 6–13. DOI:10.1016/j. jmmm.2017.05.039.


Для цитирования:


Никитин А.А., Науменко В.А., Водопьянов С.С., Гаранина А.С., Федорова Н.Д., Калабай Е.Д., Савченко А.Г., Абакумов М.А., Мажуга А.Г. Изучение эффективности контрастирования различных видов опухолей с использованием кубических наночастиц магнетита. Бюллетень сибирской медицины. 2018;17(1):139-148. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2018-1-139-148

For citation:


Nikitin A.A., Naumenko V.A., Vodopyanov S.S., Garanina A.S., Fedorova N.D., Kalabay E.D., Savchenko A.G., Abakumov M.A., Majouga A.G. Study of the contrasting effectiveness of various tumors types using cubic magnetite nanoparticles. Bulletin of Siberian Medicine. 2018;17(1):139-148. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2018-1-139-148

Просмотров: 272


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)