Hiszpańscy naukowcy opracowali kontrast do rezonansu magnetycznego oparty na żelazie, który ma pomagać zarówno w rozpoznawaniu, jak i w spowalnianiu zwłóknienia serca. W testach na hodowanych w laboratorium tkankach z ludzkich komórek związek gromadził się w zwłókniałych obszarach i ograniczał postęp choroby.
Na czym polega problem
Zwłóknienie serca to jeden z głównych czynników prowadzących do niewydolności serca. Gdy mięsień sercowy zostaje uszkodzony lub długo przeciążony, na przykład po zawale albo przez nadciśnienie, uruchamia się proces naprawczy podobny do gojenia skóry po skaleczeniu. Komórki wytwarzają kolagen, który ma wzmocnić tkankę. Problem w tym, że proces często się nie zatrzymuje: kolagenu przybywa, serce sztywnieje i coraz gorzej napełnia się krwią oraz ją pompuje. Obecnie nie ma zatwierdzonego leku zaprojektowanego specjalnie po to, by tę chorobę spowalniać.
Do diagnostyki stosuje się m.in. rezonans magnetyczny, często z dożylnym podaniem środka kontrastowego. Prawie zawsze jest to gadolin, który zatrzymuje się w uszkodzonych miejscach i sprawia, że widać je jako jasne obszary. Działa dobrze, ale ma wady: to metal obcy dla organizmu, jego stosowanie jest ograniczone u osób z niewydolnością nerek, a niewielkie ilości mogą pozostawać w tkankach przez wiele lat. Dotyczy to zwłaszcza pacjentów, którzy muszą wykonywać rezonans wielokrotnie.
Żelazo zamknięte w białku
Od dawna szukano alternatywy w postaci żelaza, które organizm zna i potrafi magazynować oraz wydalać. Dotychczasowe kontrasty żelazowe zamiast rozjaśniać zmienione miejsca, je ściemniały, co utrudniało odczyt obrazu, a część z nich wycofano z rynku.
Zespół kierowany przez Aitziber Cortajarenę z baskijskiego centrum CIC biomaGUNE zastosował specjalnie zaprojektowane białko, które zamyka i izoluje maleńkie skupiska atomów żelaza o wielkości około 1,4 nanometra. Według autorki badania, Lydii Martínez Parry, związek jest stabilny, uwalnia bardzo mało żelaza i ma niską toksyczność dla komórek. Wytwarza się go w wodzie, bez toksycznych odczynników i ekstremalnych warunków. Dzięki temu tkanka na obrazie jest jasna, a kontrast jest porównywalny z tym, jaki dają preparaty z gadolinem, także w polach magnetycznych używanych w praktyce klinicznej.
Wyniki na tkance z ludzkich komórek
Test przeprowadzono na trójwymiarowych modelach tkanki serca, wytworzonych z komórek pacjentów przez grupę Any Villar z instytutu IBBTEC w Santander. Modele odtwarzają m.in. gromadzenie kolagenu i wzrost sztywności, a pozwalają badać nowe terapie w warunkach bliższych rzeczywistym niż zwykłe hodowle komórkowe.
- Związek gromadził się głównie w tkance zwłókniałej.
- Sygnał w rezonansie rósł wraz z nasileniem zwłóknienia.
- Zmniejszał produkcję i odkładanie kolagenu oraz zapobiegał usztywnieniu tkanki.
Cortajarena podkreśla, że poza wskazywaniem miejsca uszkodzenia materiał wykazuje w badanych modelach działanie przeciwzwłóknieniowe. Takie połączenie diagnostyki i terapii nazywa się podejściem teranostycznym.
Co to oznacza w praktyce
Do gabinetów jeszcze daleko. Substancję sprawdzono dotąd tylko na komórkach i ludzkiej tkance w laboratorium. Kolejne kroki to ustalenie, jak rozkłada się w organizmie i jak jest z niego usuwana, oraz test w prawdziwym tomografie rezonansowym. Autorzy mają nadzieję, że w przyszłości pacjenci ze zwłóknieniem serca, także ci, którzy nie mogą otrzymać gadolinu, dostaną bezpieczniejsze badanie, będące zarazem częścią leczenia.
Dla polskich pacjentów oznacza to na razie perspektywę, a nie nową opcję. Rezonans magnetyczny serca jest w Polsce dostępny, a kontrasty gadolinowe to standard, więc ewentualna alternatywa mogłaby być istotna dla osób z chorobami nerek lub wymagających częstych kontroli. Zanim jednak taki środek trafi do szpitali w Polsce czy innych krajach UE, musiałby przejść badania kliniczne i ocenę regulatorów, co zwykle trwa wiele lat. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Advanced Functional Materials”.
Źródło: Medical Xpress – „Iron-based MRI agent detects and slows heart scarring in lab-grown human tissue”