Bahan Lanjutan: Teknologi baru untuk pemeriksaan plak aterosklerotik yang rentan

Penyakit kardiovaskular (CVD) adalah salah satu ancaman paling serius terhadap kesihatan manusia. Terutama di negara saya, tahap kesakitan dan kematian yang disebabkan oleh penyakit kardiovaskular masih meningkat. Atherosclerosis (AS) adalah penyebab patologi utama penyakit kardiovaskular. Tindak balas keradangan berjalan melalui semua peringkat AS, dari penghasilan barisan lemak arteri hingga pembentukan AS, dan juga pecahnya plak. Pada masa yang sama, makrofag Ia memainkan peranan penting dalam proses penyerapan lipoprotein berkepadatan rendah teroksidasi (oxLDL) ke dalam sel busa. Pada masa yang sama, ia melepaskan sebilangan besar faktor keradangan dan menghasilkan plak AS yang tidak stabil. Kajian klinikal mendapati sel buih yang kaya dengan plak AS mudah pecah dan membentuk trombi, yang membawa kepada komplikasi maut seperti infark miokard dan strok. Oleh itu, mengenal pasti sel buih dengan berkesan dan membezakan plak AS yang terdedah sangat penting untuk pencegahan dan rawatan penyakit kardiovaskular klinikal.

Berdasarkan ini, Profesor Zheng Lemin dari Institut Sains Kardiovaskular Pusat Sains Kesihatan Universiti Peking dan Makmal Utama Sains Kardiovaskular Molekul mengetuai pasukan untuk menggunakan nanokomposit Ti3C2 / ICG sebagai nanoprob PA untuk mengembangkan platform pencitraan PA yang tidak invasif, yang berjaya menyedari Pencitraan langsung plak AS yang rentan. Hasil kajian bertajuk" Nanoprobe Non-Invasif untuk Imaging Photoacoustic In Vivo of Vulnerable Atherosclerotic Plaque" dan diterbitkan dalam talian dalam" Advanced Materials" majalah.

Kedua-dua nanosheet Ti3C2 dan ICG mempunyai prestasi pencitraan PA yang sangat baik. Selain itu, Ti3C2 nanosheets mempunyai luas permukaan spesifik yang besar dan dapat digunakan sebagai nanocarrier yang dimuatkan dengan berbagai molekul ICG, sehingga nanoprob Ti3C2 / ICG dapat meningkatkan prestasi PA dengan ketara. Untuk melakukan pengecaman plak yang sangat selektif, mata manusia memilih osteopontin (OPN) yang terlalu banyak dinyatakan dalam sel busa plak AS sebagai sasarannya. Melalui pengubahsuaian antibodi anti-OPN (OPN Ab), nanoprobe OPN Ab / Ti3C2 / ICG yang terbentuk secara khusus dapat mengenali sel busa dan tisu plak yang rentan. Selepas suntikan intravena ke tikus model AS, nanoprobe OPN-Ab / Ti3C2 / ICG menunjukkan pencitraan PA yang sangat baik pada lengkungan aorta yang kaya dengan plak rapuh.

Para penyelidik juga mendapati bahawa makrofag dan sel busa yang belum menjalani rawatan tidak menunjukkan pendarfluor merah. Kerana kekurangan pengubahsuaian OPN-Ab, walaupun nanoprobe Ti3C2 / ICG diinkubasi dengan sel busa yang terlalu banyak mengekspresikan OPN, afinasinya yang tidak spesifik sangat lemah. Oleh kerana ekspresi sel buih OPN jauh lebih tinggi daripada makrofag, diharapkan sel busa yang diinkubasi dengan nanoprob OPN Ab / Ti3C2 / ICG akan meningkatkan pendarfluor merah dengan ketara, sementara makrofag yang dirawat dengan isyarat yang sama adalah pendarfluor agak lemah.

Ultrasound intravaskular (IVUS), pencitraan sinar-X, tomografi koheren optik dan pencitraan resonans magnetik (MR) adalah kaedah yang paling biasa digunakan untuk diagnosis klinikal AS. Dengan menggunakan teknik ini dapat melihat morfologi terperinci plak AS, menganalisis kelarutan plak, dan mengukur ketebalan media intima. Walau bagaimanapun, kepekaannya agak rendah, dan sukar untuk menyaring komponen utama plak AS, yang menimbulkan cabaran besar untuk mengenal pasti plak rentan AS. Pengimejan fotoakustik adalah jenis kaedah diagnostik bioperubatan baru yang menggabungkan kepekaan tinggi pengimejan optik dan kedalaman penembusan pengimejan ultrasound yang relatif tinggi, dengan resolusi spasial tinggi dan kontras tisu yang baik. Contohnya, menggunakan sumber dalaman Perbandingan hemoglobin (PA) atau lipid eksogen (PA) dapat membantu membezakan hemoglobin (PA) pada tisu tertentu dari tisu normal, nanomaterial dan molekul pewarna organik dengan penjerapan inframerah dekat khas. Dalam kajian terdahulu, pencitraan PA AS terutamanya difokuskan pada pencitraan PA intravaskular dengan bantuan kateter ultrasound intravaskular komersial atau plak AS. Walau bagaimanapun, kajian in vitro yang murni tidak dapat sepenuhnya membuktikan kemungkinan pencitraan PA dalam persekitaran tisu yang mengandungi darah dan kompleks yang lebih realistik. Pencitraan PA intravaskular in vivo adalah kaedah diagnostik invasif, yang memudahkan untuk mengenal pasti tisu hidup secara langsung. Plak yang rosak membawa banyak ketidakpastian.

Kemunculan nanoprob dekat inframerah memberikan penyelesaian yang baik untuk mengatasi kekurangan di atas. Nanoprob dekat inframerah biasanya mempunyai pekali penyerapan optik yang sangat baik, yang dapat meningkatkan kepekaan pencitraan PA, walaupun ketika menghadapi cabaran gangguan latar belakang yang kuat pada masa yang sama. Kombinasi aptamer fungsional dan nanoprob meningkatkan lagi tahap diagnosis molekul Non-invasif. Walau bagaimanapun, penggunaan pencitraan PA yang tidak invasif pada penyakit AS masih di peringkat awal.

Ringkasnya, pasukan penyelidik mencadangkan platform pencitraan in vivo PA yang tidak invasif berdasarkan nanoprob OPN-Ab / Ti3C2 / ICG untuk diagnosis intuitif terhadap plak AS yang rentan. Dengan menggunakan Ti3C2 nanosheets sebagai nanocarrier, bersama dengan lapisan PEI, ikatan kovalen OPN-Ab dan muatan molekul ICG yang besar dapat direalisasikan dengan baik. Pencitraan PA berasaskan probe adalah penyelesaian yang baik untuk menyaring komponen utama plak AS pada tahap molekul, dan juga memberikan banyak peluang untuk penerokaan lebih lanjut mengenai pencitraan tisu dalam yang tidak invasif (arteri karotid manusia, arteri karotid, dan karotid arteri).