Průchod potravy trávicím traktem lze sledovat bez ionizujícího záření

Vědci vyvinuli novou látku na bázi fluoru, která umožňuje pomocí magnetické rezonance (MRI) sledovat, jak rychle potrava prochází trávicím traktem. Novou metodu zatím v rámci preklinického výzkumu úspěšně vyzkoušeli na potkanech, v budoucnu by ale mohla pomoci při diagnostice poruch trávení nebo sledování účinku léčby. Výsledky studie publikoval časopis Advanced Healthcare Materials.

Rychlost, s jakou se potrava pohybuje žaludkem a střevy, poskytuje lékařům důležité informace o fungování trávicího systému. Při vyšetřování průchodu potravy se dnes běžně používají metody založené na ionizujícím záření (radiaci), například kontrastní rentgenová vyšetření nebo scintigrafie. Kvůli související radiační zátěži se však tato vyšetření nehodí k častému opakování a jejich využití je omezené také u některých skupin pacientů, například u těhotných žen a dětí.

Tým vědců z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB), 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Univerzity v Gentu (Belgie) vyvinul nový způsob, jak průchod tráveniny sledovat pomocí MRI, která ionizující záření nevyužívá.

Jeho základem jsou ve vodě rozpustné fluorované polymery, které zůstávají v trávicím traktu a jejichž signál lze zachytit pomocí fluorové magnetické rezonance (¹⁹F MRI).

„Výhodou fluoru je, že se v lidském těle přirozeně vyskytuje jen v zanedbatelném množství. Když tedy sledujeme fluorový signál, prakticky nemáme žádné rušivé pozadí. Vidíme pouze naši látku a můžeme určit, kde v trávicím traktu se právě nachází,“ vysvětluje princip metody první autor studie, Ondřej Groborz z ÚOCHB.

Méně fluoru, vhodnější vlastnosti 

Nová metoda kombinuje běžnou MRI, která zobrazuje anatomii trávicí trubice, s ¹⁹F MRI, jejíž zobrazení ukáže samotný polymer. Překrytím obou obrazů lze určit přesnou polohu polymeru a porovnáním snímků pořízených v různých časových intervalech lze pozorovat posun tráveniny v čase.

Fluorované látky už byly pro zobrazování trávicího traktu zkoumány dříve. Řada z nich se ale s tráveninou špatně mísí, protože odpuzují vodu. Vznikají tak vrstvy, které mohou výsledný obraz zkreslovat. Nově vyvinuté polymery jsou naopak ve vodě rozpustné a zůstávají s tráveninou rovnoměrně promíchané, takže můžeme sledovat její pohyb trávicím ústrojím.

Polymerní chemička Kristýna Kolouchová, která působí na Univerzitě v Gentu, vysvětluje, že vyvinout takovou látku nebylo jednoduché. „Pro ¹⁹F MRI je výhodné mít v látce co nejvíce fluoru, ale ukázalo se, že více neznamená vždy lépe. Při příliš vysokém obsahu fluoru se zhoršovaly vlastnosti látky. Nakonec jsme našli správný poměr, při kterém zůstala dobře rozpustná a zároveň poskytovala stabilní signál.“

Další generace polymeru míří k patentu 

Funkčnost metody vědci ověřili na potkanech. Polymer jim podali do žaludku a pomocí magnetické rezonance sledovali jeho cestu trávicím traktem až po vyloučení. Vědci zároveň nezaznamenali známky vstřebávání polymeru do organismu ani poškození sledovaných tkání.

Výzkum je zatím v preklinické fázi a představuje první ověření principu na zvířecím modelu. Před případným využitím v medicíně proto bude nutné ověřit bezpečnost a spolehlivost metody u lidí, což může trvat několik let. Vědci už ale pracují na další generaci polymeru, kterou chtějí patentovat a dále rozvíjet směrem k praktickému využití. O technologii už zároveň projevily zájem firmy.

Původní článek: O. Groborz, V. Herynek, M. Hovořáková, et al. “ Hydrophilic Polymers Enable Gastrointestinal Transit Monitoring by Fluorine-19 Magnetic Resonance Imaging.” Advanced Healthcare Materials (2026): e71667. https://doi.org/10.1002/adhm.71667

MUDr. RNDr. Ondřej Groborz, Ph.D. je medicinální chemik, lékař a biofyzik. K vědě se dostal už na základní škole – absolvoval tehdy první výzkumné stáže a v roce 2015 získal ocenění Česká hlavička. Vystudoval medicinální chemii na Přírodovědecké fakultě UK a všeobecné lékařství na 1. lékařské fakultě UK, kde také získal doktorát z lékařské biofyziky. Věnuje se vývoji nových léčiv, zobrazovacích metod a biomateriálů – působí v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a na Ústavu biofyziky a informatiky 1. LF UK, kde také vyučuje. Publikoval tři desítky odborných článků a za svou práci získal mimo jiné Cenu Josefa Hlávky a Cenu Sanofi.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR / ÚOCHB je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie. Nedílnou součástí poslání ÚOCHB je přenos výsledků základního výzkumu do praxe. Důraz na mezioborové zaměření výzkumu ústí do řady aplikací v medicíně, farmacii a dalších odvětvích.

Kontakt:

Tereza Mašínová
tisková mluvčí ÚOCHB
tereza.masinova@uochb.cas.cz

Přečtěte si také

• Čeští fyzici převzali prestižní EPS Europhysics Prize
• Monumentální monografie Hynais zvítězila v Cenách Nakladatelství Academia
• Věda pod širým nebem: Na Ládví vznikla nová naučná stezka Akademie věd ČR
• Expedice Kyrgyzstán odkryla krajinu dávných zemědělců a železářů
• Konference Krize biodiverzity otevřela cestu pro novou odbornou asociaci
• Bělozubka tmavá se dál šíří Českem. Vědci znovu žádají veřejnost o pomoc
• Čeští vědci objasnili nový mechanismus vzácného neurovývojového onemocnění
• Studie v Nature přináší přelomové poznatky o opravě genetických chorob u embryí
• Genomika může pomoci lépe chránit motýly i další hmyz
• Jak může vypadat Česko v roce 2100?