По мере того как медицинский одобренный CAs эволюционировал к более безопасным моделям DOTA (например, Dotarem®), то же самое сделали производные BP. Было доказано, что модель DOTA-ser-PAM, в которой БП соединяли с лантаноидным комплексом DOTA через сериновый линкер, проявляет очень высокую селективность к ГК как in vitro, так и in vivo ( Рис.2). 5 ) (Бхушан и др., 2009; Hengst et al., 2007; Marmurek et al., 2011).
Kubíček et al. были проведены широкие исследования на производном лиганда DOTA с БП-фрагментами (Рис.2). 5) (Kubíček et al., 2007, 2005). Для первой модели, DOTA-NHCH(PO 3) 2 (сокращенный как BPAMD авторами), максимум in vitro наблюдалась селективность для ГК. Эти исследования также помогли понять действие CA. Они ответили на один из важных структурных вопросов о том, взаимодействует ли группа BP непосредственно с парамагнитным центром (Gd), что потенциально может уменьшить его контрастный потенциал МРТ, препятствуя водообмену и дополнительно снижая его специфичность связи. Авторы доказали отсутствие таких нежелательных взаимодействий и далее показали эффективную, но обратимую адсорбцию комплекса гадолиния на ГК. Кроме того, анализ релаксивности (потенциала контрастирования) показал наиболее перспективные результаты, и было обнаружено, что релаксивность более чем в четыре раза выше для га-адсорбированного CA, чем для свободного CA. Этот вывод показывает возможность наблюдения гораздо более ярких изображений костей с ЦА, в то время как контраст пула—например, сердечно—сосудистой системы, где циркулирует ЦА, - не был бы повышен.
В 2009 году ООО kubíček сообщили усовершенствованная модель лиганд С П(О)О–СН2–СН(по3ч2)2 фрагмент, сокращенно DO3APВР, с более удобным синтеза и высокая контрастность потенциал с высоким сродством к Mg2+, СА2+и Zn2+ (Рис. 5 ) (Vita et al., 2009). Модель была даже применена in vitro в качестве адаптивного ( ранее называвшегося smart) CA (Kubíček et al., 2010). Было обнаружено, что контрастный потенциал модели изменяется с концентрацией двухвалентных металлов. Поэтому ожидается, что контрастное изображение МРТ будет зависеть от концентрации Mg 2+ или Ca 2+, и таким образом, модель может быть применена в биомедицинских исследованиях.
Отрицательные CAs также были использованы для нацеливания косточки. Lalatonne функционализировал Спиоиды со свободными хвостами БП (di-HMBP) и доказал их интернализацию в костных клетках in vitro ( Рис.2). 6 а) (Lalatonne et al., 2010). Авторы считают, что такие модели имеют перспективный потенциал для применения в диагностике заболеваний костей и могут выступать в качестве терапевтических средств, препятствуя повышенной кальцификации.
Высокий потенциал BP для связывания с металлами был использован Sandiford et al. для украшения SPIOs ( рис. 6 B) (Sandiford et al., 2013). В этих SPIOs, внешне ориентированные хвосты шпенька обеспечили высокую гидрофильность сформированных гибридов. Исследования in vivo этих гибридов показали столь высокую контрастность, что их применение привело бы к четырехкратному снижению необходимой дозы СА.
Еще один лиганд, обладающий особенностями уникального сродства к ГК и селективного связывания, был предложен Bailly et al. (Рис. 7 ) ((Bailly et al., 2003). В этой модели БП был связан с аналогом гидроксамовой кислоты, который, как известно, обладает чрезвычайно высоким потенциалом в продувке железа естественным сидерофором ( Raymond et al., 1984). Эта модель также привлекательна как CA после комплексирования с парамагнетиком.
Сестринская методика, МРТ 19 F, имеет дополнительные преимущества перед рутинно используемой томографией из-за возможности четкого считывания при введении неэндогенного зонда 19 F. Эта специфичность позволяет количественно оценить результат путем привязки уровня сигнала к введенной дозе CA. Первое исследование с моделью 19 F CA было проведено Kenny at al. (Kenny et al., 2016). В этой работе простой BP был ацилирован с F 3 CCO-группой. Исследования in vitro выявили положительную корреляцию между интенсивностью сигнала 19F и его концентрация. Однако в исследованиях на животных до сих пор не наблюдалось никаких визуальных эффектов его сродства к костям. В качестве вероятного объяснения приводится его высокая липофильность, приводящая к быстрой адсорбции в печени. Кроме того, модель претерпит дальнейшую эволюцию, возможно, с парамагнитными ионами.