Los polifosfoésteres, moléculas que contienen fósforo como elemento central, son fácilmente rastreables sin necesidad de agentes de contraste, gracias a los desarrollos de investigadores de la Universidad de Twente (UT). Normalmente, estas moléculas muestran una composición molecular similar a la de nuestro ADN, lo que genera un "ruido" considerable en la imagen.
Los investigadores de UT proporcionaron una solución y desarrollaron polímeros únicos que se pueden rastrear mediante imágenes por resonancia magnética (MRI). La Dra. Olga Koshkina, líder de proyecto del Grupo de Química de Polímeros Sostenibles, publicó este nuevo concepto de polímeros trazables en Communications Chemistry. .
Los investigadores ajustaron las propiedades de los polifosfoésteres (polímeros especiales con una estructura molecular inspirada en el ADN y el ARN). Como resultado, los polímeros adquirieron un "color de resonancia magnética" diferente, lo que los hizo más distinguibles del fondo natural. Además, presentan otras características físicas de resonancia magnética adecuadas para la obtención de imágenes.
Para determinadas aplicaciones biomédicas, es necesario rastrear los polímeros dentro del cuerpo, una tarea que normalmente se realiza mediante resonancia magnética. Sin embargo, para obtener imágenes efectivas de partes del cuerpo mediante resonancia magnética, a menudo se requieren agentes de contraste tóxicos
La resonancia magnética es una técnica de imágenes sin radiación que se utiliza habitualmente en las clínicas actuales. Los exámenes médicos que utilizan resonancia magnética suelen requerir agentes de contraste. Los agentes de contraste clínicos actuales a menudo alteran el contraste del agua y los tejidos corporales mediante el empleo de metales pesados paramagnéticos como el gadolinio para modificar la señal del agua corporal.
Si bien es eficaz en la obtención de imágenes, el uso de metales pesados genera preocupación debido a su acumulación en el cuerpo y el medio ambiente. La resonancia magnética de "punto caliente" heteronuclear no requiere metales y detecta directamente otros elementos activos en la resonancia magnética. Estos elementos sirven como tintes de resonancia magnética, creando un nuevo color en una imagen anatómica.
Los materiales poliméricos tienen un enorme potencial en aplicaciones médicas, incluido el desarrollo de nuevas terapias. Sin embargo, para desarrollar tratamientos personalizados eficaces, es fundamental realizar un seguimiento de los polímeros in vivo. Hasta ahora, esto sólo era posible con un etiquetado adicional, como por ejemplo adjuntando trazadores radiactivos para imágenes nucleares o moléculas que contienen flúor (también llamadas "PFAS") para resonancias magnéticas de "puntos calientes".
UT introduce un nuevo concepto en el que los polímeros se pueden rastrear sin etiqueta, utilizando directamente la señal de fósforo en la estructura molecular del polímero.
La investigación abre una nueva vía para polímeros trazables y sostenibles con resonancia magnética. Se pueden utilizar como nuevos agentes de resonancia magnética, como vehículos de administración de fármacos o como biomateriales para la regeneración de tejidos. Los investigadores de la Universidad de Twente planean realizar más investigaciones fundamentales en esta área y han abierto nuevas posibilidades para polímeros biodegradables y trazables.
Además, actualmente están trabajando para establecer una empresa derivada para garantizar que esta investigación innovadora pueda aplicarse a pacientes reales a largo plazo.
Más información: Timo Rheinberger et al, La RMN 31P en tiempo real revela diferentes intensidades de gradiente en copolímeros de polifosfoéster como nanomateriales potenciales rastreables por resonancia magnética, Química de las Comunicaciones (2023). DOI:10.1038/s42004-023-00954-x
Información de la revista: Química de las Comunicaciones
Proporcionado por la Universidad de Twente
