Para peneliti dari Hong Kong Baptist University (HKBU) telah mengembangkan agen kontras baru untuk MRI otak yang memungkinkan visualisasi waktu nyata dan penilaian ukuran dan jumlah oligomer amiloid-beta (A β ), peptida yang diduga memainkan peran penting. dalam kehilangan sinaptik pada penyakit Alzheimer (AD).

Visualisasi real-time dari kandungan Aβ di otak sangat penting untuk diagnosis DA dan pemantauan perkembangan penyakit. Meskipun sekarang ini dapat dicapai dengan bantuan pencitraan PET, metode ini mahal, invasif dan radioaktif, dengan resolusi gambar yang terbatas. “Di sisi lain, MRI menawarkan resolusi spasial dan temporal yang tinggi dan minimal invasif karena tidak memerlukan penggunaan radiotracer, dan [karena itu] lebih banyak digunakan. Namun, MRI adalah teknik yang relatif tidak sensitif yang seringkali membutuhkan agen kontras yang ditargetkan untuk memperkuat kontras gambar di wilayah yang diinginkan, ”tulis para peneliti. [ Adv Mater 2009; 21: 2133-2148; Coord Chem Rev 2016; 327: 27]

Agen kontras berbasis gadolinium (Gd) biasanya digunakan untuk MRI. [ J Mol Sci 2013; 14: 10591] “Karena ion Gd bebas bersifat toksik, nanopartikel [NP] berbasis Gd 3+ dapat digunakan sebagai gantinya. NP berbasis Gd 3+ menawarkan sifat fungsional dan pencitraan yang merdu, biokompatibilitas dan biostabilitas yang unggul dengan biodistribusi yang dapat disesuaikan, penggabungan ligan yang ditargetkan dengan mudah yang memastikan kekhususan lokasi, dan kemampuan pencitraan multimodal, ”jelas para peneliti. [ Biomaterial 2015; 69: 89-98]

Nanomaterial baru yang dikembangkan oleh para peneliti HKBU untuk beban pencitraan A β dan melapisi NP berbasis Gd 3+ dengan lapisan silika yang dirancang khusus yang dapat mengakomodasi pewarna sianin fluoresen organik non-sitotoksik, F-SLOH, yang membantu visualisasi dan kuantifikasi oligomer Aβ . [ Adv Funct Mater 2020: 1.909.529] “Yang penting, F-SLOH permukaan-difungsikan Gd 3+ - NP berbasis ditemukan untuk menjadi biokompatibel, biostable, permeabel membran sel, tidak beracun, dan mampu menembus penghalang darah-otak [BBB] , dengan pembersihan cepat dari hati dan ginjal, ”para peneliti menyoroti.

Untuk mengkonfirmasi permeabilitas BBB, agen pencitraan baru diperkenalkan ke tikus transgenik berusia 9 bulan yang mengekspresikan spesies Aβ secara berlebihan dan tikus tipe liar yang sesuai dengan usia. MRI otak tikus menunjukkan sinyal magnetik yang lebih kuat dan lebih lama pada tikus transgenik, yang membuktikan bahwa nanopartikel yang dimodifikasi telah melewati BBB untuk berikatan dengan kandungan Aβ di otak. "Lebih lanjut, tikus Tg yang lebih tua menunjukkan sinyal fluoresensi yang lebih kuat daripada tikus yang lebih muda, yang mencerminkan jumlah kandungan Aβ yang lebih tinggi pada tikus yang lebih tua," catat para peneliti. [ Kecil 2018; 14: e1800901]

Karena ikatan nanoprobe yang kuat dengan oligomer dan monomer Aβ, NP dapat secara efektif menghambat proses agregasi Aβ, sebagaimana dibuktikan dengan uji fluoresensi. Selain itu, neurotoksisitas yang diinduksi oleh berbagai spesies Aβ, termasuk oligomer dan monomer Aβ 42 , ditekan dengan baik dengan adanya NP. “Hebatnya, dual-modal nanoprobe juga secara efektif menghambat agregasi dan fibrilasi Aβ, dan mendemonstrasikan pelindung saraf yang kuat terhadap toksisitas yang diinduksi Aβ dan generasi spesies oksigen reaktif, menunjukkan potensi terapeutik yang cukup besar dari material nano ini,” komentar para peneliti.

“Temuan kami menunjukkan bahwa F-SLOH permukaan-difungsikan Gd 3+ - NP berbasis memiliki potensi besar untuk deteksi dini dan skrining rutin AD. Ini juga dapat membantu memantau perkembangan penyakit dan menilai kemanjuran calon obat yang potensial, "kata Profesor Hung-Wing Li dari Departemen Kimia di HKBU.