Un estudio de la Universidad de Northwestern muestra que acoplar un agente de contraste de imágenes por resonancia magnética (MRI) ampliamente utilizado a un nanodiamante da como resultado una intensidad de señal drásticamente mejorada y, por lo tanto, un contraste de imagen vívido. "Los resultados son un salto y no pequeño:es un evento que cambia las reglas del juego para la sensibilidad, "dijo Thomas Meade, quien dirigió el equipo de investigación de Northwestern y es miembro del Centro de Nanomateriales para el Diagnóstico y Terapéutica del Cáncer para la Excelencia en Nanotecnología del Cáncer. "Este es un agente de imágenes con esteroides. El complejo es mucho más sensible que cualquier otra cosa que haya visto".
Dean Ho, Colega de Meade en Northwestern, había demostrado previamente que los nanodiamantes tienen una excelente biocompatibilidad y pueden utilizarse para la administración eficaz de fármacos. Este nuevo trabajo allana el camino para el uso clínico de los nanodiamantes tanto para administrar tratamientos como para rastrear de forma remota la actividad y la ubicación de los medicamentos.
El estudio, publicado en la revista Nano letras , es el primer informe publicado de imágenes de nanodiamantes con tecnología de resonancia magnética, según el mejor conocimiento de los investigadores. La capacidad de obtener imágenes de nanodiamantes en vivo Sería útil en estudios biológicos donde el mapeo del destino celular a largo plazo es crítico, como el seguimiento de las células tumorales circulantes, células beta de los islotes, o células madre.
La resonancia magnética es una técnica de imágenes médicas no invasiva que utiliza un agente de contraste intravenoso para producir imágenes detalladas de las estructuras internas del cuerpo. La resonancia magnética es capaz de penetrar profundamente en los tejidos, logra un nivel eficiente de contraste de tejidos blandos con alta resolución espacial y relacionada con el tiempo, y no requiere radiación ionizante. Los agentes de contraste se utilizan en la resonancia magnética porque alteran la relajación, un indicador de la intensidad de la señal de la resonancia magnética, y mejoran la resolución de la imagen. El gadolinio (Gd) es el material más comúnmente utilizado como agente de contraste de resonancia magnética. pero su eficacia de contraste puede mejorarse.
Meade, Ho y sus colegas desarrollaron un complejo Gd-nanodiamond que, en una serie de pruebas, demostró un aumento significativo en la relajación y, Sucesivamente, un aumento significativo en la mejora del contraste. El complejo Gd-nanodiamond demostró un aumento de más de 10 veces en la relajación, uno de los valores más altos por átomo de Gd reportados hasta la fecha. Esto representa un avance importante en la eficacia de los agentes de contraste de resonancia magnética.
Ho y Meade tomaron imágenes de una variedad de muestras de nanodiamantes, incluyendo nanodiamantes decorados con diversas concentraciones de Di-s, nanodiamantes sin decorar, y agua. La intensa señal del complejo Gd-nanodiamond era más brillante cuando el nivel de Gd era más alto. "Se ha demostrado que los nanodiamantes son eficaces para atraer moléculas de agua a su superficie, que puede mejorar las propiedades de relajación del complejo Gd-nanodiamond, ", dijo Ho." Esto podría explicar por qué estos complejos son tan brillantes y tan buenos agentes de contraste ".
La biocompatibilidad del complejo Gd-nanodiamond subraya su relevancia clínica. Además de confirmar la señal mejorada producida por el híbrido, los investigadores realizaron estudios de toxicidad utilizando células cultivadas. Los investigadores encontraron poco impacto del complejo híbrido en la viabilidad celular, afirmando la seguridad inherente del complejo y posicionándolo como un nanomaterial clínicamente significativo. (Otros métodos de obtención de imágenes de nanodiamantes, como los agentes de nanodiamantes fluorescentes, tienen una penetración tisular limitada y son más apropiados para aplicaciones histológicas).
Meade, Ho y sus colegas ahora están llevando a cabo estudios preclínicos con el híbrido de nanodiamante y agente de contraste de resonancia magnética en varios modelos animales. Con miras a optimizar este novedoso material híbrido, También continúan los estudios de la estructura del complejo de nano-diamantes de Di-s (III) para aprender cómo gobierna el aumento de la relajación.
Este trabajo, que se detalla en un documento titulado, "Conjugados de Gd (III) -Nanodiamond para la mejora del contraste de IRM, "fue apoyado por la Alianza del NCI para la Nanotecnología en el Cáncer, una iniciativa integral diseñada para acelerar la aplicación de la nanotecnología a la prevención, diagnóstico, y tratamiento del cáncer. Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.
