Complementary bioimaging of Gadofluorine P in myocardial infarction in mic

Význam tématu

V oblasti kardiovaskulární diagnostiky patří přesné zobrazení akutních změn po infarktu myokardu mezi klíčové úkoly preklinického výzkumu. Gadofluorine P představuje cílený gadoliniový kontrastní přípravek s afinitou ke kolagenu v extracelulární matrix infarktované tkáně. Kombinace elementární a molekulární zobrazovací metody přináší hloubkovou charakterizaci biodistribuce takových látek a podporuje vývoj nových cílených kontrastních látek.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo kvantifikovat a prostorově zobrazit akumulaci Gadofluorine P v myokardu myšího modelu infarktu pomocí dvou komplementárních technik: laserově indukované plazmové hmotnostní spektrometrie (LA-ICP-MS) pro elementární mapování gadolinia a matrix-assisted laser desorpce/ionizace hmotnostní spektrometrie (MALDI-MS) pro molekulární lokalizaci ligandové složky kontrastního činidla.

Použitá metodika a instrumentace

Animal study

• Myši s indukovaným infarktem myokardu po 6 týdnech aplikace Gadofluorine P iv, následné usmrcení, excize srdce a příprava 10 µm tlustých kryosekcí.

LA-ICP-MS

• Externí kalibrace s matricově sladěnými želatinovými standardy (0–5000 µg/g Gd).
• Teledyne CETAC LSX-213 G2+ (Nd:YAG 213 nm, spot 15 µm, rychlost 30 µm/s) spojená s Shimadzu ICPMS-2030 (plazmový výkon 1,2 kW, He jako nosný i flush plyn).
• Detekce izotopů 158Gd a 160Gd v kolizním plynu, integrační doba 100 ms.

MALDI-MS

• iMScope TRIO s IT-TOF detektorem, pozitivní mód, m/z 700–1200.
• Matrix CHCA nanesená sublimací a rekrystalizací (500 µl vody, 50 µl methanolu).
• Spot size 40 µm, akumulace 500 laserových střel, 3 akumulace.

Hlavní výsledky a diskuse

LA-ICP-MS prokázala lineární kalibraci až do 5000 µg/g Gd (R2 = 0,997), detekční mez 43 ng/g a kvantifikační mez 140 ng/g Gd. Rozložení gadolinia v infarktované oblasti bylo v průměru dvojnásobné (110 µg/g) oproti zdravému myokardu (50 µg/g), s maximy až 370 µg/g. MALDI-MS imaging detekovalo protonovaný ligand Gadofluorine P (m/z 1168,39) s velmi dobrou korelací k elementárnímu zobrazení. Intenzity signálu ligandu byly zvýšené v infarktované oblasti a v dutině komor.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje simultánní vyhodnocení množství a prostorového rozložení gadoliniového kontrastního činidla na elementární úrovni a zároveň verifikaci molekulární struktury ligandové složky. To přispívá k validaci nových cílených kontrastních látek a k optimalizaci parametrů kontrastního zobrazování v preklinických studiích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další cílené kontrastní činidla a biologické markery.
• Integrace s 3D zobrazovacími technikami a automatizovanou analýzou dat.
• Vylepšení prostorového rozlišení a citlivosti pro detekci stopových koncentrací.
• Možný přenos kombinovaného přístupu do klinických zobrazovacích protokolů.

Závěr

Kombinace LA-ICP-MS a MALDI-MS přináší komplexní pohled na biodistribuci cílených gadoliniových kontrastních látek v modelu myokardiálního infarktu. Metoda umožňuje kvantitativní zobrazení na elementární úrovni a molekulární potvrzení distribuce ligandu, což významně podporuje vývoj nových kontrastních látek.

Reference

1. P.W.J.M. Boumans, Spectrochimica Acta Part B, 1991, 46 B, 641–665.