Un nuevo La nanopartícula de óxido de hierro con recubrimiento especial desarrollada por un equipo del MIT y en otros lugares podría proporcionar una alternativa a los agentes de contraste convencionales a base de gadolinio que se utilizan para los procedimientos de resonancia magnética (MRI). En casos raros, Se ha descubierto que los agentes de gadolinio utilizados actualmente producen efectos adversos en pacientes con insuficiencia renal.

El advenimiento de la tecnología de resonancia magnética, que se utiliza para observar detalles de órganos o vasos sanguíneos específicos, ha sido de gran ayuda para los diagnósticos médicos durante las últimas décadas. Aproximadamente un tercio de los 60 millones de procedimientos de resonancia magnética que se realizan anualmente en todo el mundo utilizan agentes que mejoran el contraste, conteniendo principalmente el elemento gadolinio. Si bien estos agentes de contraste en su mayoría han demostrado ser seguros durante muchos años de uso, algunos efectos secundarios raros pero significativos han aparecido en un subconjunto muy pequeño de pacientes. Es posible que pronto haya un sustituto más seguro gracias a esta nueva investigación.

En lugar de agentes de contraste a base de gadolinio, los investigadores han descubierto que pueden producir un contraste de resonancia magnética similar con diminutas nanopartículas de óxido de hierro que han sido tratadas con un recubrimiento de iones híbridos. (Los iones híbridos son moléculas que tienen áreas de cargas eléctricas positivas y negativas, que se cancelan para hacerlos neutrales en general) .Los hallazgos se publican esta semana en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , en un artículo de Moungi Bawendi, el profesor Lester Wolfe de Química en el MIT; He Wei, un postdoctorado del MIT; Oliver Bruns, un científico investigador del MIT; Michael Kaul en el Centro Médico Universitario de Hamburgo-Eppendorf en Alemania; y otras 15 personas.

Agentes de contraste, inyectado en el paciente durante un procedimiento de resonancia magnética y diseñado para ser eliminado rápidamente del cuerpo por los riñones después, son necesarios para realizar detalles finos de las estructuras de los órganos, vasos sanguineos, y otros tejidos específicos 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 (ligeros) como los agentes a base de gadolinio, ya que el contraste negativo a veces puede ser difícil de distinguir de ciertos artefactos de imagen y hemorragia interna. Pero mientras que los agentes a base de gadolinio se han convertido en el estándar, la evidencia muestra que en algunos casos muy raros pueden conducir a una condición intratable llamada fibrosis sistémica nefrogénica, que puede ser fatal. Además, La evidencia ahora muestra que el gadolinio se puede acumular en el cerebro, y aunque todavía no se han demostrado los efectos de esta acumulación, la FDA lo está investigando por posibles daños.

"Durante la ultima decada, cada vez más efectos secundarios han salido a la luz "de los agentes de gadolinio, Bruns dice, por lo que llevó al equipo de investigación a buscar alternativas. "Ninguno de estos problemas existe para el óxido de hierro, "al menos ninguno que se haya detectado todavía, él dice.

El nuevo hallazgo clave de este equipo fue combinar dos técnicas existentes:hacer partículas muy diminutas de óxido de hierro, y unir ciertas moléculas (llamadas ligandos de superficie) al exterior de estas partículas para optimizar sus características. El núcleo inorgánico de óxido de hierro es lo suficientemente pequeño como para producir un contraste positivo pronunciado 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, compacto, y biocompatible.

La combinación de un núcleo de óxido de hierro muy pequeño y una capa de ligando ultrafina 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 no acumularse. Esta propiedad de aclaramiento renal es una característica importante en la que las partículas se comportan de manera comparable a los agentes de contraste a base de gadolinio.

Ahora que las pruebas iniciales han demostrado la eficacia de las partículas como agentes de contraste, Wei y Bruns dicen que el siguiente paso será realizar más pruebas de toxicología para demostrar la seguridad de las partículas. y seguir 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 tantas formas, incluso como suplemento de hierro, cualquier efecto negativo probablemente podría tratarse mediante protocolos bien establecidos, dicen los investigadores. Si todo va bien, el equipo está considerando la posibilidad de crear una empresa de nueva creación para llevar el material a producción.

Para algunos pacientes que actualmente están excluidos de la resonancia magnética debido a los posibles efectos secundarios del gadolinio, los nuevos agentes "podrían permitir que esos pacientes vuelvan a ser elegibles" para el procedimiento, Dice Bruns. Y, si resulta que la acumulación de gadolinio en el cerebro tiene efectos negativos, Podría ser necesaria una eliminación general del gadolinio para tales usos. "Si ese fuera el caso, esto podría potencialmente ser un reemplazo completo, " él dice.

El equipo de investigación incluyó investigadores en química del MIT, Ingeniería biológica, ciencia e ingeniería nuclear, ciencias cerebrales y cognitivas, y los departamentos de ciencia e ingeniería de materiales y su programa en Ciencias y Tecnología de la Salud; y en el Centro Médico Universitario de Hamburgo-Eppendorf; Universidad de Brown; y el Hospital General de Massachusetts. Fue apoyado por el MIT-Harvard NIH Center for Cancer Nanotechnology, 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 MIT Deshpande Center, y el Séptimo Programa Marco de la Unión Europea.