Mittwoch, März 29, 2023

NIR-Fluorophore als Kontrastmittel für Knorpelgewebe

Der Einsatz neuartiger NIR-Fluorophore als Kontrastmittel bei Magnetresonanz und Computertomographie ermöglicht die spezifische Abbildung von Knorpelgewebe.

Knorpelgewebe im Körper wird mit Magnetresonanztechniken und Computertomographie sichtbar gemacht. Die Qualität ist jedoch häufig unbefriedigend. Amerikanische und südkoreanische Wissenschaftler entwickelten daher zur Verbesserung der Darstellungen sogenannte NIR-Fluorophore als Kontrastmittel, um Knorpelgewebe mit ausgezeichetem Signal-Rausch-Verhältnis abzubilden.

 

Molekülerkennung und Fluoreszenzbildgebung durch die NIR-Fluorophore

Diese neue Entwicklung erklären Hak Soo Choi von der Harvard Medical School in Boston und Hoon Hyun von der Chonnam National University in Südkorea so: „Der Hauptvorteil von NIR-Fluorophoren für die Bildgebung von Knorpelgewebe liegt in der Möglichkeit, ’strukturinhärentes Targeting‘ (d.h. Molekülerkennung und Fluoreszenzbildgebung) durch ein einziges Molekül durchzuführen. Die NIR-Fluorophore sind für das Knorpelgewebe hoch affin, sodass ein äußerst präziser Nachweis bei extrem kleinem Hintergrundrauschen und gleichzeitig sehr geringen zu injizierenden Dosen möglich ist“.

Nach Durchmusterung einer Bibliothek von NIR-Fluorophoren identifizierten Choi und Mitarbeiter in einer Zusammenarbeit mit Maged Henary von der Georgia State University in Atlanta Moleküle mit Polymethingerüst und quartären Ammoniumionen als diejenigen Fluorophore mit der größten Knorpelspezifität. Durch chemische Synthese stellten sie diese Verbindungen her und passten ihre Eigenschaften wie Wasserlöslichkeit oder Ladung an. Zwei höchst vielversprechende Kandidaten wurden dann im Tiermodell auf ihre bildgebenden Eigenschaften hin getestet.

Noch ist nicht ganz klar, an welche Zielmoleküle die neuartigen Kontrastmittel binden. Die Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass die positiv geladenen Fluorophore mit den stark negativ geladenen Komponenten des Knorpelgewebes assoziieren. Die NIR-Fluorophore sind äußerst stabil und werden im Gewebe nicht abgebaut. Ein bis vier Stunden nach der Injektion einer Einzeldosis lässt sich ein starkes NIR-Fluoreszenzsignal ausschließlich für Knorpelgewebe nachweisen. Eine Zweikanal-NIR-Methode mit den neuen NIR-Fluorophoren für Knorpel und den bereits bekannten NIR-Fluorophoren für Knochen (Hyun et al., Angew. Chem. 2014) bietet die Möglichkeit, Knorpel- und Knochengewebe simultan abzubilden und Veränderungen in Echtzeit darzustellen.

Auch anderen Kontrastmitteln sind die neuen NIR-Fluorophore überlegen, wie Choi erklärt: „NIR-Fluorophore bieten eine hohe räumliche Auflösung, mit der die Abgrenzungen und die Dicke des Knorpelgewebes vom benachbarten Knochen in Echtzeit unterschieden werden können. Nanopartikelformulierungen dringen nicht so tief ein und können auch nicht so deutlich abgrenzen“. Als Anwendungen der neuen knorpelspezifischen NIR-Fluorophore kommen die Überwachung des Knorpelabbaus in Frage, sie können bei der Entwicklung von neuen Arzneimitteln helfen oder für die bildgeführte Chirurgie nützlich sein.

Informationen und Quellen:

http://www.dfhcc.harvard.edu/membership/profile/member/2132/0/

http://dx.doi.org/10.1002/ange.201502287

Related Articles

Aktuell

Adonis vernalis: das seltene Frühlings-Adonisröschen

Als Heilpflanze kommt das Frühlings-Adonisröschen, Adonis vernalis, meist als homöopathische Zubereitung bei Herzleistungsschwäche und Herzbeschwerden zum Einsatz. Die Pflanze Adonis vernalis kennt man auch als...
- Advertisement -

Latest Articles

Hirnhautentzündung: Meningokokken-Infektionen richtig behandeln

Meningokokken-Infektionen – Meningitis, Hirnhautentzündung, Blutvergiftung – sind problematisch. Invasive Meningokokken-Infektionen sind äußerst gefährlich. Meningokokken-Infektionen, wie eine Hirnhautentzündung, Meningitis, treten häufig bei vorher völlig gesunden Kinder auf. Dennoch kann bei fulminanten Verlaufsformen...

Toxisches Schocksyndrom: schnell erkennen, wirksame Behandlung einleiten

Rasch erkennen, effektive Behandlung einleiten: Ein Toxisches Schocksyndrom – selten und manchmal lebensbedrohlich – kann mit Tampons zusammenhängen. Ein Toxisches Schocksyndrom ist eine seltene aber lebensbedrohliche Infektion. Eine bestimmte...

Wirkung von Koffein bei Diabetes: Vorteile und Nachteile

Die Wirkung von Koffein bietet Menschen mit Diabetes einige Vorteile. Koffein kann aber auch das Risiko für Typ-2-Diabetes verringern. Im Grund genommen kommt das Stimulans...
WordPress Cookie Hinweis von Real Cookie Banner