Forskare vid Chemical Technology Institute (ITQ) vid Unviersitat Politècnica de València och samarbetande institutioner har utvecklat nanopartiklar som förbättrar kontrasten i magnetiska resonansskanningsbilder. Mäter 90 nanometer, deras kliniska användning skulle kunna underlätta diagnosen av lever, lung- och kardiovaskulära patologier, samt många typer av tumörer. Deras arbete har publicerats i Nanoskala .

Pablo Botella, chefsforskare vid CSIC:s Chemical Technology Institute, förklarar att magnetiska resonansbilder är en klinisk diagnostik av stor betydelse. "Dock, att få bilder av hög kvalitet är vanligtvis svårt på grund av brist på kontrast och andra förändringar i samband med de olika patologier som studeras, vilket kan leda till förlust av känslighet och komplicera diagnosen."

För att komma till rätta med dessa brister, kontrastmedel baserade på lösliga gadolinium (Gd³+) kelater administreras vanligtvis intravenöst. Dessa medel gör vissa dolda kroppsstrukturer eller vävnader visuellt urskiljbara. Dessa förändringar är tillfälliga och underlättar den kliniska diagnosen, men användningen av dessa produkter kanske inte är tillrådlig i vissa fall, speciellt hos allergiska patienter eller de med njurproblem. "Vidare, även om gadolinium förbättrar den positiva kontrasten i bilderna (tydliga områden), det påverkar knappast negativ kontrast (mörka områden). I det här sammanhanget, användningen av en olöslig form av gadolinium i kombination med ett mörkt kontrastmedel skulle undvika dessa problem, och detta är vad vi har utvecklat i detta projekt, " förklarar Botella.

Hybrid nanopartiklar

Forskargruppen, koordineras av Nanomedicine-gruppen inom ITQ som leds av Pablo Botella, har utvecklat hybridnanopartiklar som innehåller två kontrastmedel, gadolinium (Gd3 ⁺ , vilket ökar positiv kontrast) och järn (Fe3 ⁺ , vilket höjer negativ kontrast), skyddas av ett stabilt silikahölje. Består av en struktur med en hög nivå av buntning, nanopartiklarna orsakar en synergisk effekt som särskilt ökar deras magnetiska aktivitet, vilket leder till en större ökning av positiv och negativ kontrast i magnetiska resonansbilder jämfört med kommersiella produkter.

Dessutom, locket gör det möjligt att lägga till molekyler som stabiliserar partiklarna i fysiologiska miljöer som polyetylenglykol, såväl som molekyler som kommer att styra produkten till ett specifikt terapeutiskt mål. I det här avseendet, "nanopartiklar kan selektivt ackumuleras på vissa patologiska vävnader, så länge det finns en lämplig vägledande molekyl. Detta skulle vara användbart för diagnos av flera typer av cancer; vi arbetar för närvarande med att använda det för prostatacancer, och får positiva resultat, " tillägger Botella.

Resultaten från djur gör det möjligt att tydligt observera att efter intravenös administrering av detta nya kontrastmedel, det finns en signifikant förbättring av positiv och negativ kontrast i vävnader där nanopartiklarna ackumuleras.

Å andra sidan, säger Eduardo Fernández från Bioengineering Institute vid UMH och CIBER BBN, "Våra resultat tyder på att denna nya typ av kontrastmedel baserad på hybridnanopartiklar inte är giftig för djuren där den testades, och nanopartiklarna elimineras fullständigt genom gall- och njuraktivitet, vilket vittnar om dess stora potential."

"Resultaten som erhållits på en djurmodell tyder på en variabel förbättring på upp till 78 procent av signalintensiteten i magnetiska resonansbilder beroende på vävnaden, göra klinisk diagnos lättare, " avslutar Pablo Botella. Signalintensitetsökningen innebär en höjning i kontrast, vilket i sin tur förbättrar upplösningen, låter radiologen tydligt skilja mellan patologisk vävnad och bakgrundsljud.