טומוגרפיה של פליטת פוזיטרון (PET) היא טכניקת הדמיה גרעינית המשמשת לאבחון מצבים כמו סרטן. התקדמות חדשנית של מדענים בבית החולים לחקר ילדים בסנט ג'וד היא שיפור יכולת הטכניקה לבדוק אם יש סימנים למחלות נוירולוגיות. החוקרים חזרו על התרופה אדארבון, נוגד חמצון המשמש לטיפול בטרשת רוחבית אמיוטרופית (ALS), כבחון שישמש עם הדמיה של מערכת העצבים המרכזית. בעזרת טכניקה זו החוקרים יכולים לאתר לחץ חמצוני, מה שמוביל לנזק מוחי, ומציע דרך ברורה לגילוי מצבים נוירולוגיים. הממצאים פורסמו היום ב הטבע הנדסה ביו -רפואיתו
מחלות ניווניות, כמו ALS ומחלת אלצהיימר, מאובחנות ברובם על ידי תסמינים גופניים המופיעים כאשר הטיפול לעתים קרובות מאוחר מדי להיות יעיל. מיני חמצן תגובתי וחנקן (RONS) הם קבוצה של מולקולות תגוביות כימית הממלאות תפקידים חשובים באיתות ותאים. עם זאת, הצטברות של RONs עלולה לגרום ללחץ חמצוני, מה שמוביל לפגיעה ברקמות ותפקוד לקוי. לחץ חמצוני קשור למחלות ולמצבים המשפיעים על המוח וחלקים אחרים של מערכת העצבים המרכזית, וכתוצאה מכך התנוונות עצבית. לאיתור לחץ חמצוני באמצעות טכניקת הדמיה לא פולשנית יש פוטנציאל לשנות את האבחנה, ובכך לטיפול, של מצבים כמו ALS ומחלת אלצהיימר הרבה יותר מוקדם יותר כאשר טיפול כזה יכול להועיל יותר.
פרץ רדיקלי עוזר לעקוב אחר הופעת נזק המוח
בנוסף למחלה ניוונית, לחץ חמצוני הוא גורם במחלות נוירולוגיות רבות אחרות, כמו שבץ מוחי. במקרים כאלה, הפגיעה לא נובעת רק מהפציעה הראשונית.
זו הפגיעה המשנית שלאחר מכן, שבדרך כלל נובעת מהתגובה החיסונית, הגורמת לנזק הנוירולוגי ביותר. חלק מתגובה חיסונית זו הוא פרץ של מיני חמצן וחנקן תגובתי, המכונה לעיתים פרץ חמצוני. "
קיל נוימן, PhD, סופר מקביל, מחלקת הרדיולוגיה של סנט ג'וד
הכימיקלים המגיבים ששוחררו תחת התפרצויות חמצוני כוללות רדיקלים הידרוקסיליים ופרוקסיל, כימיקלים קצרי מועד, אשר בכמויות גדולות, יכולים לשמש כפוצץ עבור מפל של נזק חמצוני. כנוגד חמצון, אדארבון מתקשר באופן טבעי עם רונס, מה שמוביל את נוימן להשערה כי ניתן להחזיר את התרופה מחדש כדי לשפר את מאמצי ההדמיה. הצוות של נוימן רדיוס רדיוס אדארבון, והחליף אטומים במולקולה באיזוטופים רדיואקטיביים כדי לאפשר לו לעקוב אחר התנועה והפירוק של התרופה. כאשר מנוהלת, התרופה הרדיואלית משחררת חלקיקים תת-אטומיים הנקראים פוזיטרונים בכמויות שלא ניתן להבחין בהן על ידי כל פרט לסריקת PET, בה היא מדליקה את האזור בו התרופה מצטברת: לצד הצטברות רונס.
"המטרה בהדמיה היא לקדם ניגודיות, ולכן אנו רוצים משהו שעוסק ביעד שלו במהירות, אך גם הוא מתבהר במהירות כדי שתוכל לראות את היעד שלך מייד", הסביר נוימן. "מה שהיה ייחודי בתרופה זו הוא שכאשר היא מגיבה עם לחץ חמצוני, היא עוברת שינוי מבני וקוטביות מסיבי השומר עליו בתא ומקדם ניגודיות."
היכולת המצוינת של התרופה לקשור רונס במינונים זעירים פירושה שהיא מתאימה באופן מושלם להדמיית חיות מחמד בעוד שהיא עדיין יכולה לשמש כטיפול נוגד חמצון במינונים סטנדרטיים – אבחון וטיפול באגרוף של שניים. "בדיקות האבחון שלנו הן בסדר גודל של ננוגרמות למיקרוגרם של חומר, כך שהגוף אפילו לא יודע שהוא שם," אמר נוימן.
"בסופו של דבר המטרה שלנו היא להשתמש בזה כדי להשפיע על הטיפול הקליני. התערבות טיפולית באמצעות טכנולוגיה זו לניהול מחלות קליניות היא העתיד."
מחברים ומימון
המחברים הראשונים של המחקר הם ג'סטין ווילד, אוניברסיטת וירג'יניה, ויו-יו סאן, אוניברסיטת סאן יאט-סן הלאומית. המחברים האחרים של המחקר הם ז'ונגקסיאו פו, אמילי ביאן, מליסה קינקייד, עדן ווייברייט, וויליאם טרל, זוריז קורשי, ג'יימס סטון, ביג'וי קונדו וצ'יה-יי קואן, אוניברסיטת וירג'יניה; ספנסר סימפסון, איתן היל, פאולינה וילנובה, ששיקה פררה והתר שפרד, סנט ג'וד.
המחקר נתמך על ידי מענקים מהמכונים הלאומיים לבריאות (R01EB028338-01, R01NS125788, R01NS125677, R01NS135793, R21NS127392, R21HD109025, NS1393, ADDAC.
