Un equipo de investigación dirigido por CHEON Jinwoo en el Centro de Nanomedicina, dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS), desarrolló la lámpara Nano MRI:una nueva plataforma tecnológica que sintoniza las señales de resonancia magnética (MRI) en "ON" solo en presencia de la enfermedad objetivo. Publicado en Materiales de la naturaleza , este estudio puede superar las limitaciones de los agentes de contraste de resonancia magnética existentes.

La resonancia magnética es una técnica no invasiva cada vez más popular para el diagnóstico y, en tono rimbombante, no utiliza radiación dañina. Algunos tejidos muestran un contraste natural en la resonancia magnética, pero para algunos tipos específicos de imágenes, a los pacientes se les administra un agente de contraste de resonancia magnética para mejorar la diferencia entre el área objetivo y el resto del cuerpo. "Agentes de contraste típicos de resonancia magnética, como el gadolinio, se inyectan en un estado "ON" y se distribuyen por todo el sistema biológico con una señal de fondo relativamente grande, ", explica el Director Cheon." Encontramos un nuevo principio para "ENCENDER" el agente de contraste de MRI sólo en la ubicación del objetivo ". Los científicos del IBS descubrieron cómo encender / apagar la señal mediante el uso de la lámpara Nano MRI.

La tecnología de lámpara Nano MRI consta de dos materiales magnéticos:un extintor (nanopartícula magnética) y un potenciador (agente de contraste MRI). El cambio se debe a la distancia entre los dos. Cuando los dos materiales están a una distancia crítica, más de 7 nanómetros (nm), la señal de resonancia magnética está "ENCENDIDA", mientras que cuando se colocan a menos de 7 nm, la señal de resonancia magnética está "APAGADA". Los investigadores llamaron a este fenómeno Magnetic REsonance Tuning (MRET), que es análoga a la poderosa técnica de detección óptica llamada Transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET).

Los investigadores probaron la lámpara Nano MRI para el diagnóstico de cáncer. Detectaron la presencia de una enzima que puede inducir metástasis tumorales, MMP-2 (metaloproteinasa-2 de matriz) en ratones con cáncer. Conectaron los dos materiales magnéticos con un enlazador que es escindido naturalmente por MMP-2. Dado que el enlazador mantiene los dos materiales cerca uno del otro, la señal de resonancia magnética estaba "APAGADA". Sin embargo, en presencia del cáncer, el enlazador es escindido por MMP-2, lo que hace que los dos materiales se separen y la señal de resonancia magnética se encienda. Por lo tanto, la señal de resonancia magnética indicó la ubicación de MMP-2, y el tumor. Los científicos también encontraron que el brillo de la señal de resonancia magnética se correlaciona con la concentración de MMP-2 en el tejido canceroso.

Más importante, la lámpara Nano MRI permanece apagada hasta que encuentra un biomarcador asociado con una enfermedad específica, permitiendo una mayor sensibilidad. "El agente de contraste actual es como usar una linterna durante un día soleado:su efecto es limitado. En cambio, esta nueva tecnología es como usar una luz de flash por la noche y, por lo tanto, más útil, "explica Cheon.

Más allá del diagnóstico de cáncer, la lámpara Nano MRI puede, en principio, ser aplicado para investigar una variedad de eventos biológicos, como la enzimolisis, variación de pH, interacciones proteína-proteína, etc. Los científicos del SII esperan que sea útil para diagnósticos in vitro e in vivo.

"Aunque todavía nos queda un largo camino por recorrer, Establecimos el principio y creemos que la lámpara MRET y Nano MRI pueden servir como un principio de detección novedoso para aumentar la exploración de una amplia gama de sistemas biológicos. ", concluye Cheon. El grupo de investigación está trabajando ahora en el desarrollo de agentes de contraste multitarea más seguros e inteligentes, que puede registrar e interpretar simultáneamente múltiples objetivos biológicos, y eventualmente permitir una mejor comprensión de los procesos biológicos y un diagnóstico preciso de las enfermedades.