Декабрь 8, 2015 / Комментарии 0 |
Развитие и совершенствование современных методов ядерной медицины — позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), существенно расширило возможности in vivo изучения нейрохимических процессов с участием рецепторов и нейротрансмиттеров как в норме, так и при различных патологиях. За последние годы создан целый ряд меченых соединений (рецепторных радиолигандов), специфично связывающихся с отдельными типами и подтипами рецепторов центральной нервной системы (ЦНС), вовлеченных в патогенез различных неврологических и психических заболеваний, таких как паркинсонизм, шизофрения, болезнь Альцгеймера, депрессивный синдром и другие. В этих исследованиях ПЭТ играет ведущую роль ввиду возможности получения количественных данных о плотности и аффинности рецепторов, что необходимо для изучения патогенеза различных заболеваний, обусловленных нарушениями рецепторных и нейротрансмиттерных взаимодействий.
Основы метода, разработанного в 80-е годы прошлого века, описаны в ряде монографий и обзоров. Огромное значение имеет тот факт, что в ПЭТ (в отличие от ОФЭКТ) используются короткоживущие радиоизотопы легких элементов, три из которых
— кислород-15 (Т1/2 2 мин.), азот-13 (Т1/2 9,98 мин.) и углерод-11 (Т1/2 20,4 мин.) -являются изотопами жизненно важных биологических элементов. С их помощью можно «пометить» практически любое соединение, критически важное для осуществления определенной функции организма, без изменения его биохимического поведения и метаболизма. Четвертый радионуклид этой группы, фтор-18 (Т1/2 109,8 мин), не входит в число биогенных элементов, но благодаря близости ван-дер-ваальсовых радиусов фтор замещает атом водорода или гидроксильную группу в молекуле РФП при минимальных структурных изменениях. Введение фтора-18 в структуру молекулы существенно влияет на ее биохимическое поведение; из-за наличия фтора в молекуле на определенном этапе метаболизма происходит его блокировка, и радиотрейсер удерживается в клетке. Благодаря малым периодам полураспада основных радионуклидов ПЭТ обладает высокой чувствительностью и позволяет детектировать исключительно малые количества вводимых РФП по их радиоактивности. На практике для получения высококонтрастного ПЭТ-изображения достаточно вводить сравнительно небольшие активности (дозы) РФП (175 МБк при ПЭТ-исследовании мозга).
Для реализации возможностей ПЭТ прежде всего необходимы радиофармпрепараты (РФП) — биологически активные соединения, в состав которых входят вышеперечисленные и другие ПЭТ-радионуклиды. Ввиду малого периода полураспада ПЭТ радионуклидов (от 2 до 110 мин) их производство осуществляется на медицинском циклотроне, входящем в состав ПЭТ-центра, тогда как для получения РФП нужна современная радиохимическая лаборатория и автоматизированные технологии синтеза, позволяющие безопасно работать с высокими уровнями радиоактивности. Для каждого РФП требуется разработка уникальных экспресс-методов синтеза и системы контроля качества, и для решения этой задачи появилась новая область — радиофармацевтика. В связи с необходимостью использования дорогостоящего оборудования, высоких капиталовложений в создание ПЭТ-центра и применения высоких технологий производства РФП в настоящее время ПЭТ считается наиболее дорогостоящим методом медицинской визуализации.
Современный этап развития ПЭТ характеризуется интенсивным использованием РФП на основе наиболее долгоживущего из циклотронных радионуклидов, фтора-18, ядерно-физические характеристики которого практически идеально подходят для ПЭТ. Использование фтора-18 позволяет достичь наиболее высокого пространственного разрешения, что обусловлено низкой энергией испускаемых позитронов (0,635 МэВ) и, соответственно, минимальным пробегом в клетке (2,4 мм). Относительно большой по сравнению с другими циклотронными радионуклидами (15O, 13N и 11C) период полураспада 18F (110 мин) позволяет осуществлять сложные радиохимические синтезы и доставлять РФП на достаточно большие расстояния в клиники, не имеющие собственного циклотронно-радиохимического комплекса. В настоящее время число устанавливаемых ПЭТ-камер намного выше, чем циклотронов, и именно РФП, меченные фтором-18, пользуются наибольшим спросом у клиницистов. Многие из уже известных радиотрейсеров внедрены в клиническую практику, главным образом в онкодиагностику, продолжаются разработки новых РФП, в том числе и для исследований рецепторов мозга.
К достоинствам фтора-18 относится и возможность получения радиотрейсеров без добавления носителя (no carrier added, п.с.а.) с высокой мольной активностью, 1000-10000 Ки/мМоль. Мольная (удельная) активность является «краеугольным камнем» использования ПЭТ в исследованиях рецепторов, где количество вводимого в составе РФП нерадиоактивного субстрата должно быть сведено к минимуму (на уровне нано- и пикомолей), с тем чтобы избежать «насыщения» активных мест связывания с рецепторами. В исследованиях новых лекарственных препаратов все более широко применяются ПЭТ-сканеры для мелких лабораторных животных (small animal РЕТ), где, с учетом малой массы животных, высокая удельная активность РФП является определяющей. Одним из первых ПЭТ-рецепторных исследований мозга, опубликованных в 1983 г. в журнале Nature (Garnett et al., 1983), является оценка плотности дофаминергических нейронов с использованием 6-[18F]-Е-ФДОФА, меченного фтором-18 фторированного аналога L-дигидрокси-фенилаланина (L-ДОФА). Большая часть ПЭТ-исследований рецепторов направлена именно на изучение дофаминергической системы, вовлеченной в патологии таких заболеваний, как паркинсонизм, шизофрения, а также являющейся объектом воздействия различных лекарственных средств и наркотиков (Volkow et al., 2007). В дополнение к 6-[18F]-Е-ФДОФА арсенал ПЭТ-радиолигандов, который продолжает пополняться, включает десятки меченых соединений. Наиболее широко применяются 11С-раклоприд и 18Б-фаллиприд (D2), 11C-SCH 39166 (D1), 11C-FLB 457 (D2 extrastriatal area), nC-PE2I и 18F-PE2I (Schou et al., 2009) (DAT) и многие другие. Для ОФЭКТ исследований DAT разработан 99mTc-TRODAT-1 на основе генераторного технеция-99т, а также другое производное тропанов на основе йода-123, DATSCAN, поставляемое на коммерческой основе в Европе (но не в России). Исключительно успешными являются последние разработки по созданию меченных углеродом-11 и в особенности фтором-18 рецепторных радиолигандов для визуализации амилоидных агрегатов — одной из причин болезни Альцгеймера.
Читайте также
5 правил выбора вечернего платья
Представительницы прекрасного пола всегда стараются найти баланс между двумя жизненными
Mini Micro: удобные, надёжные и безопасные самокаты для самых маленьких
За всю историю человечества было придумано много различных средств передвижения,
Вишневые пятна очень трудно удаляются с любой ткани. Красные и
Как не заболеть гриппом на работе? Больничный, лечение, справка
Как только на улице холодает, у многих людей начинают появляться
Дизайн помещений детского сада
Принципы оформления интерьера Каждое детское учреждение имеет свое название, при
Как воспитать в ребенке скромность
Воспитание скромности начинается еще в детстве. В хорошей семье не
Что делать, когда борьба с метеоризмом становится рутинным занятием?
Газообразование внутри кишечника считается нормальным физиологическим процессом. Но иногда бывают
Ландшафтный дизайн: как выбрать растения для участка
Все сетования на холодную погоду, а также дождливые и неподходящие
Кризис «трех лет»: как пережить?
Редко какой родитель не познакомился со всеми «радостями» так называемого
Чтобы лицо сияло: как и зачем использовать миндальный пилинг
Когда проходить курс пилингов, как не осенью и зимой. В
Как креативно оформить свадебные фотографии: от печати до…
Разнообразие свадебных традиций будоражит воображение. В мире вряд ли удастся
Слово «аниме» происходит от сокращенного английского «анимация» и означает анимационный
Детская одежда пачкается значительно быстрее, чем одежда взрослых. Поэтому ее
Что стоит знать при выборе одежды больших размеров?
Выбор одежды больших размеров несколько отличается от выбора стандартной продукции.
Конфеты в подарок от Мармеладницы — обрадуй своих друзей
Конфеты в подарок Нет такого праздника, на который было бы