Pozitronų emisijos tomografija (PET) yra branduolinio vaizdo gavimo technika, naudojama diagnozuojant tokias ligas kaip vėžys. Novatoriškas Šv. Judo vaikų tyrimų ligoninės mokslininkų pažanga padidina technikos gebėjimą patikrinti, ar nėra neurologinių ligų požymių. Tyrėjai perdavė vaistą edaravone – antioksidantą, naudojamą amiotrofinei šoninei sklerozei (ALS) gydyti kaip zondą, kuris turi būti naudojamas su centrinės nervų sistemos PET vaizdavimu. Taikydami šią techniką, tyrėjai gali nustatyti oksidacinį stresą, o tai lemia smegenų pažeidimus, siūlydamas aiškų kelią aptikti neurologines sąlygas. Išvados buvo paskelbtos šiandien Gamtos biomedicinos inžinerija.
Neurodegeneracinės ligos, tokios kaip ALS ir Alzheimerio liga, daugiausia diagnozuojamos fiziniais simptomais, kurie atsiranda, kai gydymas dažnai būna per vėlu, kad būtų efektyvus. Reaktyviosios deguonies ir azoto rūšys (RONS) yra chemiškai reaktyvių molekulių grupė, vaidinanti svarbų vaidmenį ląstelių signalizacijoje ir augime. Tačiau RONS kaupimasis gali sukelti oksidacinį stresą, sukeldamas audinių sužalojimą ir disfunkciją. Oksidacinis stresas yra susijęs su ligomis ir sąlygomis, darančiomis įtaką smegenims ir kitoms centrinės nervų sistemos dalims, todėl atsiranda neurodegeneracija. Oksidacinio streso nustatymas naudojant neinvazinį vaizdo gavimo techniką gali daug anksčiau pakeisti tokias sąlygas kaip ALS ir Alzheimerio liga diagnozę ir tokiu būdu gydymą, kai tokia priežiūra gali būti naudingesnė.
Radikalus sprogimas padeda sekti smegenų pažeidimus
Be neurodegeneracinės ligos, oksidacinis stresas yra ir daugelio kitų neurologinių ligų, tokių kaip insultas, veiksnys. Tokiais atvejais žala kyla ne tik dėl pradinės žalos.
„Tai yra paskesnis antrinis sužalojimas, dažniausiai gaunamas dėl imuninio atsako, kuris daro didžiausią neurologinę žalą“, – aiškino atitinkamas autorius Kiel Neumann, PhD, Šv. Judo radiologijos departamentas. „Dalis to imuninio atsako yra reaktyviosios deguonies ir azoto rūšių sprogimas, kartais vadinamas oksidaciniu sprogimu.”
Reaktyviosios cheminės medžiagos, išsiskiriančios oksidaciniais sprogimais, apima hidroksilo ir peroksilo radikalus, trumpalaikes chemines medžiagas, kurios dideliais kiekiais gali veikti kaip detonatorius oksidacinio pažeidimo kaskadui. Kaip antioksidantas, edaravonas natūraliai sąveikauja su Rons, todėl Neumannas sukėlė hipotezę, kad vaistą galima perdaryti, kad padidintų vaizdo gavimo pastangas. Neumanno komanda radioaktyviai paženklino edaravoną, pakeisdamas molekulės atomus radioaktyviais izotopais, kad jis galėtų sekti vaisto judėjimą ir suskaidymą. Vartojant radioaktyviai paženklino narkotikus, subatominės dalelės, vadinamos pozitronais, yra nepastebimi, išskyrus PET skenavimą, kur jis nušviečia vietą, kurioje vaistas kaupiasi: kartu su Rons kaupimu.
„Vaizdo tikslas yra skatinti kontrastą, todėl norime kažko, kas greitai susijusi su jo tikslu, bet tada greitai išvalo, kad galėtumėte iškart pamatyti savo tikslą“, – aiškino Neumannas. „Išskirtinis šis vaistas yra tas, kad kai jis reaguoja su oksidaciniu stresu, jis patiria didžiulį struktūrinį ir poliškumo pokytį, kuris palaiko jį ląstelėje ir skatina kontrastą.”
Puikus vaisto gebėjimas surišti ronus mažomis dozėmis reiškia, kad jis puikiai tinka vaizduoti PET, tuo tarpu jis vis dar gali būti naudojamas kaip antioksidacinis gydymas standartinėmis dozėmis-diagnozė ir gydymas-vienas-du perforatoriai. „Mūsų diagnostiniai testai yra skirti nanogramų tvarka pagal medžiagų mikrogramas, todėl kūnas net nežino, kad jis ten yra“, – teigė Neumannas.
„Galų gale mūsų tikslas yra tai panaudoti klinikinės priežiūros įtakai. Terapinė intervencija, naudojant šią klinikinių ligų valdymo technologiją, yra ateitis.”