Las principales causas de muerte en todo el mundo, cardiopatías isquémicas y accidentes cerebrovasculares, junto con otra fuente importante de enfermedad, eso es cáncer, requieren una imagen adecuada de los vasos sanguíneos. Un equipo formado por el Centro de Investigación de Nanopartículas, dentro del Instituto de Ciencias Básicas, en colaboración con científicos del Hospital Provincial de Anhui y el Hospital de la Universidad Nacional de Seúl, han probado un nuevo agente de contraste no tóxico para imágenes por resonancia magnética (MRI) y angiografía por resonancia magnética (MRA) que podría ser superior al tinte convencional actual, gadolinio. Publicado en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza , este agente de contraste altamente prometedor tuvo éxito en perros, conejos y monos.

Los agentes de contraste se utilizan a menudo para mejorar la visibilidad de la radiología de los tejidos blandos y las estructuras internas del cuerpo. especialmente en enfermedades cardiovasculares y cerebrales. La elección de agentes de contraste para MRI y MRA aprobados por la FDA es bastante limitada y todos tienen algunos inconvenientes. El gadolinio es el agente de contraste de resonancia magnética más utilizado, pero deja depósitos en los huesos y el cerebro, y es tóxico para pacientes con problemas renales. Como alternativa, Los agentes de contraste basados ​​en nanopartículas de óxido de hierro prácticamente no se utilizan debido a la dificultad de lectura de los resultados. A diferencia del gadolinio, que aparece como una señal blanca, el óxido de hierro es difícil de distinguir del aire, hemorragia, calcificación, deposición de metal, y coágulos de sangre. HYEON Taeghwan, El director del Centro de Investigación de Nanopartículas explica:"Tomemos el ejemplo de un análisis de resonancia magnética de un cerebro con Alzheimer:el óxido de hierro en los vasos sanguíneos aparecería negro y las placas amiloides como grises. Es muy difícil reconocer las placas de el fondo. Por eso, las nanopartículas de óxido de hierro actuales ya no se utilizan y empezamos a buscar otras opciones ". Esto se debe a que el gadolinio es un agente de contraste de tipo T1, mientras que el óxido de hierro actual se clasifica como T2.

Previamente, el equipo de IBS diseñó nanopartículas de óxido de hierro T1 ultrapequeñas (PEG-IONC), demostró la posibilidad de sintetizarlos en grandes cantidades, y los probé en ratones. Ahora su investigación ha dado un salto adelante:"La investigación en ratones no se puede traducir directamente a los humanos, así que queríamos probar si estas nanopartículas funcionan en animales grandes, como perros, conejos y monos. Finalmente, nuestro objetivo es poder entender si pueden convertirse en una nueva herramienta de diagnóstico para humanos, "comenta Hyeon.

Para probar la aplicabilidad de los PEG-IONC, el equipo de investigación realizó MRI y MRA en conejos, perros beagle, y monos macacos.

Con un diámetro pequeño y un revestimiento inofensivo, los PEG-IONC cuentan con varias características deseables. El diámetro hidrodinámico de los PEG-IONC de aproximadamente 12 nanómetros es mucho más pequeño y uniforme que las nanopartículas de óxido de hierro disponibles comercialmente. Es más, en la preparación de IONC, Los científicos del IBS utilizaron componentes seguros, como el ácido oleico, alcohol oleico, y polietilenglicol (PEG), que se emplean comúnmente en formulaciones farmacéuticas. Los estudios de compatibilidad hematológica y tisular en monos macacos revelaron que los PEG-IONC son altamente biocompatibles. Para dar un ejemplo, la mayoría de los agentes de contraste de resonancia magnética a base de óxido de hierro disponibles clínicamente, como ferumoxido y ferumoxtrano, deben infundirse lentamente para minimizar la incidencia de hipotensión y otros efectos secundarios graves. Por otra parte, Los PEG-IONC se administraron sin problemas, como el gadolinio.

Finalmente, después del uso exitoso de PEG-IONC en MRA estático, Los científicos realizaron una imagen dinámica más desafiante para ver los patrones de flujo vascular de la isquemia cerebral (la causa del accidente cerebrovascular) en perros y monos. La isquemia cerebral es un trastorno causado por un flujo sanguíneo insuficiente al cerebro y su detección temprana con agentes de contraste de resonancia magnética es vital para la supervivencia de los pacientes. En el experimento, Las imágenes se tomaron en varios puntos de tiempo, cada 1,5 segundos después de la inyección del agente de contraste para ver los patrones de perfusión sanguínea en el cerebro. Se detectó una oclusión en la arteria cerebral media.

Si bien se requieren más investigaciones preclínicas rigurosas, Los estudios piloto actuales en primates no humanos demuestran claramente un gran potencial de PEG-IONC para el agente de contraste T1 MRI de próxima generación.