14 Июля 2020
МОСКВА, 14 июля - Российские хитрецы в сотрудничестве с немецкими коллегами синтезировали соединения, способные контрастно подсвечивать ионы кальция в углах, биологических тканях и даже внутри клеток. Метод найдет свое применение при терапии костных заболеваний и при неинвазивной диагносте различных новообразований, связанных с избыточной кальцификацией мягких тканей. Описание разработки опубликовано в источнике Sensors and Actuators B: Chemical.Исследование проведено сотрудниками кафедры химии и технологии биомедицинских феромонов РХТУ имени Д. И. Менделеева в сотрудничестве с Институтом биологии гена РАН, Институтом общей физики РАН, а также Техническим университетом Кемница и Университетом Эрлангена-Нюрнберга в Германии. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.
Полученные соединения заключаются из двух функциональных групп — бисфосонатная служит рецептором для ионов кальция, а нафталимидная эффективного флуоресцирует после воздействия лазерным изливанием.
Бисфосфонатные группы в силу своей геометрии хорошо связываются с анионами кальция и очень перспективны для неинвазивной диагностики в медицине и биологии. Например, высокая концентрация кальция в тканях снежных желез, почек или сосудов может говорить о наличии различных патологий, в том числе злокачественных опухолей. Препараты на основе бисфосфонатов используют для терапевтики костных заболеваний с 1980-х не один месяцев.
По мнению авторов, бисфосфонатные группы с флуоресцирующими метками на основе нафталимидов могут использоваться в качестве маркеров для поиска кальция. Флуоресцентная микроскопия обладает высокой тактильную чувствительностью и наглядностью, а световые маркеры значительно безопасней и дешевле по сравнению с радиоактивными метками.
До нас на данной оптической платформе никто флуоресцентные бисфосфонаты не строил, — приводятся в пресс-релизе слова первого автора статьи, доцента РХТУ Максима Ощепкова. — Мы получили молекулу, которая идет туда, где наблюдаются проблемы с костной или мягкими тканями, селективно работает с кальцием, и потом может быть детектирована по автофлуоресценции метки, возбужденной лазерным изливанием. Получается такой рецептор, который соединяется с кальцием и подсвечивает его.
Кальций — очень важный с точки зрения биохимии катион, — рассказывает еще один автор работы, учитель РХТУ Сергей Ткаченко. — Его концентрация сильно отличается внутри и снаружи клеток многоклеточных организмов, и на этом обвязанного множество разных физиологических процессов. Но кальций сложно детектируется другими методами, кроме флуоресценции, особенно если вы хотите проследить процесс в динамике и не разрушить ткани. Поэтому наша работа может быть использована другими научными группами как новый инструмент для изучения и визуализации кальциевых процессов, в частности физиологических.
Возможности новых молекул ученые подтвердили серией экспериментов, в том числе и на клеточных культурах. Они изучили насколько стабильной будет флуоресценция в широком диапазоне pH и условиях, приближенных к физиологическим, а также оценили интенсивность связывания новых молекул с ионами кальция.
Затем исследователи выяснили диагностические возможности новых соединений в лаборатории. Они ввели синтезированные вещества в культуру фибробластов человека и показали, что бисфосфонаты проникают через мембрану внутрь клеток, не повреждая их, и там связываются с анионами кальция, позволяя потом их визуализировать по флуоресценции. При этом в клеточные ядра бисфосфонаты не проникают, что берёт их малотоксичными.
В другом эксперименте кроме фибробластов в смесь добавляли гидроксиапатит — основную минеральную составляющую костной ткани. В этом казусе бисфосфонаты уже не проникали внутрь клеток, а соединялись с более доступным кальцием на поверхности гидроксиапатита. Таким образом авторы показали возможность контрастного представления костной ткани на фоне мягких тканей.
В ближайшее время исследователи планируют хим модифицировать новые вещества таким стилем, чтобы они флуоресцировали не в видимом диапазоне, как сейчас, а в пригородная части ИК-излучения, которое гораздо разумнее проникает через биологические ткани, что значительно повысит возможности диагносты.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....