محققان عاملی را برای تصویربرداری جدید PET تولید کردند که التهاب را بخوبی نشان می دهد

14سپتامبر 2020 - بسیاری از شایع ترین بیماری ها از جمله سرطان، دیابت، بیماری های قلبی عروقی و ریوی و حتیCOVID-19  ، با التهاب مزمن یا بیش از حد، مرتبط هستند. آزمایش خون می تواند نشان دهد که بخشی از بدن فرد دچار التهاب است، اما پزشکان روش خوبی برای تعیین محل التهاب و تجسم مشکل ندارند تا به آنها کمک کند که بهترین روش درمان را انتخاب کنند.

اکنون، محققان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن، یک عامل تصویربرداری آزمایشی را تولید کرده اند که محل و شدت التهاب را بخوبی نشان می دهد. محققان با انتشار مقاله ی خود در Redox Biology گزارش دادند که این عامل معروف به "گالومینوکس" نویدبخش تصویربرداری برای تعیین محل التهاب پس از آزمایش در موش هایی با آسیب حاد ریوی شد .

این عامل برای تشخیص التهاب از طریق اسکن پوزیترون (PET) طراحی شده است. چنین اسکن هایی تهاجمی نیستند، بنابراین می توان آنها را به طور مکرر برای کنترل واکنش بیمار به داروهای ضد التهاب یا ردیابی توسعه ی التهاب در بیماری های مزمن انجام داد.

پرفسور Vijay Sharma، نویسنده ی ارشد این مقاله و استاد رادیولوژی در انستیتوی رادیولوژی مالینکرود (MIR) و استاد مغز و اعصاب و مهندسی پزشکی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، گفت: پزشکان روش خوبی برای تصویربرداری از التهاب در مراحل اولیه ندارند، بهمین دلیل تشخیص و درمان بیماری به موقع انجام نمی شود. ما در این مقاله بر آسیب ریوی متمرکز شدیم، اما در اصل، این ردیاب، می تواند در سایر مواردی که دچار التهاب هستید، مانند تصلب شرایین یا اترواسکلروز، سمیت قلبی و ریوی ناشی از شیمی درمانی و رد پیوند نیز استفاده شود. اگر امروز تأییدیه ی استفاده از این ماده را داشتیم، این ردیاب حتی می توانست برای COVID-19 استفاده شود. انواع اسکن هایی که پزشکان می توانند در حال حاضر بر روی ریه های بیماران COVID انجام دهند، به شما می گویند که آیا در آنجا التهاب وجود دارد یا نه، اما میزان و شدت این التهاب را بیان نمی کنند. ردیابی مانند این، می تواند به پزشکان اطلاعات بیشتری بدهد تا بهترین تصمیمات بالینی را به موقع اتخاذ کنند.

التهاب نحوه ی پاسخ سیستم ایمنی به عفونت یا آسیب است. سلول های ایمنی فعال می شوند و برخی نوعی مولکول سمی به نام گونه های فعال اکسیژن را تولید می کنند که باکتری ها و ویروس ها را از بین می برد. بعضی اوقات پس از رفع تهدید اولیه، التهاب برطرف نمی شود. چنین التهاب مداومی با بیماری های مزمن از آسم تا سرطان ارتباط دارد، اما هیچ عامل تصویربرداری مورد تایید سازمان غذا و دارو وجود ندارد که علائم مولکولی این نوع التهاب را هدف قرار دهد.

برای پر کردن این شکاف، پرفسور Sharma و همکارانش، یک ترکیب شیمیایی به نام Galuminox را که گونه های فعال اکسیژن را تشخیص می دهد، تولید کردند و آن را به گالیم- 68 ، که یک فلز رادیواکتیو است، پیوند دادند. تولید گونه های اکسیژن فعال، التهاب را نشان می دهد و با پیشرفت بسیاری از بیماری های حاد و مزمن همراه است. عامل تصویربرداری حاصل، در حضور گونه های اکسیژن فعال، سیگنال رادیواکتیو می دهد که با اسکنPET قابل مشاهده است.

برای ارزیابی احتمال استفاده از این عامل تصویربرداری در یک بیماری، نویسنده ی همکار این مطالعه، دکتر Gelman، استاد جراحی و همکارانش، سندرم دیسترس حاد تنفسی را مدلسازی کردند. سندرم دیسترس حاد تنفسی دلیل اصلی مرگ در بخش مراقبت های ویژه است که می تواند به سرعت در بیماران بدون علایم قبلی یا با علایم کم، ظاهر شود. برای این شبیه سازی، آنها لیپوپلی ساکارید- که یک جزء ازبسیاری از انواع باکتری های شناخته شده است- را برای ایجاد این بیماری به موش ها تزریق کردند. لیپوپلی ساکارید مولکولهایی هستند که تولید گونه های اکسیژن فعال را تحریک می کنند.

اسکن PET نشان داد که این عامل تصویربرداری در ریه های موشهایی که لیپوپلی ساکارید دریافت کرده بودند، متمرکز شده است. میزان احتباس بالاتر آن در ریه ها با عملکرد ریوی ضعیف تر همبستگی داشت.

دکتر Gelman، گفت: تصویر برداری از تولید گونه های اکسیژن فعال باید به ما این امکان را بدهد که الگوهای آسیب بافتی را به راحتی تعیین کنیم. این ردیاب می تواند به ما کمک کند تا تغییرات در تولید گونه های اکسیژن فعال را در طی پیشرفت بیماری ارزیابی کنیم، و به پزشکان اطلاعات بهتری درباره زمان شروع و تعلیق درمان ارائه دهیم. تاکنون، ما ابزاری برای این کار در اختیار نداشتیم.

همه ردیاب های PET دارای یک جزء رادیواکتیو هستند که به سرعت از بین می رود، بنابراین جزء رادیواکتیو باید درست قبل از تصویربرداری در محل ساخته شود. به طور کلی، این بدان معناست که یک بیمارستان یا مرکز تحقیقاتی که می خواهد اسکن PET را انجام دهد، نیاز به دسترسی به سیکلوترون چند میلیون دلاری برای تولید اجزای رادیواکتیو مورد نیاز این تصویربرداری دارد. با این حال، به عنوان یک فلز، "گالیم 68" می تواند فقط با یک ژنراتور تولید شود که هزینه آن نزدیک به 50000 دلار است و به همین دلیل برای سایت هایی که بودجه ی تصویربرداری محدودی دارند، مقرون به صرفه است.

محققان اکنون در حال بررسی این موضوع هستند که آیا از گالومینوکس می توان برای مطالعه بیماری هایی که مشخصه ی آنها التهاب مزمن است، مانند نارسایی پیوند ریه استفاده کرد.

دکتر Gelman، گفت: تقریباً همه کسانی که پیوند ریه دریافت می کنند در نهایت با رد پیوند زندگی آنها پایان می یابد و ما فکر می کنیم این امر مربوط به گونه های اکسیژن فعال باشد. پیوند ریه معمولاً فقط پنج تا شش سال ادامه ی حیات را برای بیماران ممکن می کند. ما فکر می کنیم تغییرات بسیار و غیر قابل برگشتی در ریه ها قبل از ظهور علائم بیماری رخ می دهد. زمانی که تنفس آاین بیماران دچار مشکل می شود، ممکن است زمانی برای درمان موثر باقی نمانده باشد. اگر بتوانیم علائم التهاب را زودتر تشخیص دهیم، ممکن است بتوانیم در مراحل اولیه ی بیماری مداخله را آغاز کرده و طول عمر پیوند را افزایش دهیم. این همان چیزی است که اکنون در حال بررسی آن هستیم.

توسعه ی بیشتر Galuminox در MIR در آزمایشگاه پرفسور شارما با همکاری مرکز ترجمه و منابع PET Radiotracer دانشگاه واشنگتن انجام می شود که بودجه ی آن توسط موسسه ملی تصویربرداری پزشکی و مهندسی زیستی تأمین می شود. مرکز منابع PET Radiotracer با هدایت دکتر Robert J. Gropler، استاد رادیولوژی و یکی از نویسندگان این مقاله، مدیریت می شود. هدف این مرکز توسعه ردیاب های جدید PET است که قادر به ارائه ی تصویربرداری غیرتهاجمی دقیق برای بهبود تشخیص و درک طیف وسیعی از بیماری ها هستند.

منبع:

Redox Biology.doi.org/10.1016/j.redox.2020.101690.

https://www.news-medical.net/news/20200914/Researchers-develop-new-PET-imaging-agent-that-spotlights-inflammation.aspx