Una nueva nanopartícula de óxido de hierro especialmente revestida desarrollada por un equipo del MIT y en otros lugares podría proporcionar una alternativa a los agentes de contraste convencionales basados en gadolinio utilizados para los procedimientos de imágenes por resonancia magnética IRM. En casos excepcionales, los agentes de gadolinio utilizados actualmenteencontrado para producir efectos adversos en pacientes con insuficiencia renal.
El advenimiento de la tecnología de resonancia magnética, que se utiliza para observar detalles de órganos específicos o vasos sanguíneos, ha sido una gran bendición para el diagnóstico médico en las últimas décadas. Alrededor de un tercio de los 60 millones de procedimientos de resonancia magnética realizados anualmente en todo el mundo usan contraste-agentes potenciadores, que contienen principalmente el elemento gadolinio. Si bien estos agentes de contraste han demostrado ser seguros durante muchos años de uso, algunos efectos secundarios raros pero significativos han aparecido en un subgrupo muy pequeño de pacientes. Pronto puede haber un sustituto más seguro gracias a estonueva investigación.
En lugar de los agentes de contraste basados en gadolinio, los investigadores descubrieron que pueden producir un contraste de resonancia magnética similar con pequeñas nanopartículas de óxido de hierro que han sido tratadas con un recubrimiento de ion híbrido. Los ion híbridos son moléculas que tienen áreas de electricidad eléctrica positiva y negativa.cargos, que se cancelan para hacerlos neutrales en general. Los hallazgos se publicarán esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , en un documento de Moungi Bawendi, el profesor de química Lester Wolfe en el MIT; He Wei, un postdoc del MIT; Oliver Bruns, un científico investigador del MIT; Michael Kaul en el Centro Médico de la Universidad de Hamburgo-Eppendorf en Alemania; y otros 15 más.
Los agentes de contraste, inyectados en el paciente durante un procedimiento de resonancia magnética y diseñados para ser eliminados rápidamente del cuerpo por los riñones después, son necesarios para que los detalles finos de las estructuras de los órganos, los vasos sanguíneos y otros tejidos específicos sean claramente visibles en las imágenes.Algunos agentes producen áreas oscuras en la imagen resultante, mientras que otros producen áreas claras. Los agentes principales para producir áreas claras contienen gadolinio.
Las partículas de óxido de hierro se han utilizado en gran medida como agentes de contraste negativos oscuros, pero los radiólogos prefieren ampliamente los agentes de contraste positivos claros como los basados en gadolinio, ya que el contraste negativo a veces puede ser difícil de distinguir de ciertos artefactos de imagen y hemorragia internaPero aunque los agentes basados en gadolinio se han convertido en el estándar, la evidencia muestra que en algunos casos muy raros pueden conducir a una afección intratable llamada fibrosis sistémica nefrogénica, que puede ser fatal. Además, la evidencia ahora muestra que el gadolinio puede acumularseen el cerebro, y aunque todavía no se han demostrado los efectos de esta acumulación, la FDA lo está investigando por posibles daños.
"En la última década, más y más efectos secundarios han salido a la luz" de los agentes de gadolinio, dice Bruns, lo que llevó al equipo de investigación a buscar alternativas. "Ninguno de estos problemas existe para el óxido de hierro", al menosninguno que aún se haya detectado, dice.
El nuevo hallazgo clave de este equipo fue combinar dos técnicas existentes: hacer partículas muy pequeñas de óxido de hierro y unir ciertas moléculas llamadas ligandos de superficie a los extremos de estas partículas para optimizar sus características. El núcleo inorgánico de óxido de hierro eslo suficientemente pequeño como para producir un pronunciado contraste positivo en la resonancia magnética, y el ligando de superficie de ion híbrido, que fue desarrollado recientemente por Wei y sus compañeros de trabajo en el grupo de investigación Bawendi, hace que las partículas de óxido de hierro sean solubles en agua, compactas y biocompatibles.
La combinación de un núcleo de óxido de hierro muy pequeño y una cubierta de ligando ultradelgada conduce a un diámetro hidrodinámico total de 4,7 nanómetros, por debajo del umbral de aclaramiento renal de 5,5 nanómetros. Esto significa que el óxido de hierro recubierto debe eliminarse rápidamente a través de los riñones y noEsta propiedad de aclaramiento renal es una característica importante donde las partículas funcionan de manera comparable a los agentes de contraste basados en gadolinio.
Ahora que las pruebas iniciales han demostrado la efectividad de las partículas como agentes de contraste, Wei y Bruns dicen que el siguiente paso será realizar más pruebas de toxicología para mostrar la seguridad de las partículas y continuar mejorando las características del material ".no es perfecto. Tenemos más trabajo por hacer ", dice Bruns. Pero debido a que el óxido de hierro se ha utilizado durante tanto tiempo y de muchas maneras, incluso como suplemento de hierro, cualquier efecto negativo podría tratarse mediante protocolos bien establecidos, elLos investigadores dicen que si todo va bien, el equipo está considerando la creación de una nueva empresa para llevar el material a producción.
Bruns dice que, para algunos pacientes que actualmente están excluidos de hacerse resonancias magnéticas debido a los posibles efectos secundarios del gadolinio, los nuevos agentes "podrían permitir que esos pacientes vuelvan a ser elegibles" para el procedimiento, y si resulta que la acumulacióndel gadolinio en el cerebro tiene efectos negativos, podría ser necesaria una eliminación general del gadolinio para tales usos. "Si ese fuera el caso, podría ser un reemplazo completo", dice.
El equipo de investigación incluyó investigadores en los departamentos de química, ingeniería biológica, ciencias nucleares e ingeniería, ciencias del cerebro y cognitivas, y ciencias de los materiales e ingeniería del MIT y su programa en Ciencias y Tecnología de la Salud; y en el Centro Médico de la Universidad de Hamburgo-Eppendorf; BrownUniversidad y el Hospital General de Massachusetts. Fue apoyado por el Centro MIT-Harvard NIH para la Nanotecnología del Cáncer, la Oficina de Investigación del Ejército a través del Instituto de Nanotecnologías de Soldados del MIT, el Centro de Investigación Biomédica Láser financiado por los NIH, el Centro de Deshpande del MIT y el Centro EuropeoSéptimo Programa Marco de la Unión.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por David L. Chandler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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