¿Podría el polvo de diamante, además de su uso en la administración de fármacos para tratar células tumorales, convertirse algún día en un nuevo agente de contraste utilizado para la resonancia magnética? El equipo de investigación ha publicado su descubrimiento en Advanced Materials. .

Algunos de los mayores descubrimientos del mundo ocurrieron por accidente. Si bien el descubrimiento del potencial del polvo de diamante como futuro agente de contraste para resonancias magnéticas quizás nunca se considere un punto de inflexión en la historia de la ciencia, sus propiedades de mejora de la señal son, sin embargo, un hallazgo inesperado que puede abrir nuevas posibilidades:el polvo de diamante brilla intensamente incluso después de días de exposición. siendo inyectado. ¿Significa eso que quizás algún día podría convertirse en una alternativa al agente de contraste ampliamente utilizado gadolinio?

Este metal pesado se utiliza en clínica para detectar tumores, inflamación o anomalías vasculares desde hace más de 30 años. Mejora el brillo de la imagen de las zonas afectadas. Sin embargo, cuando se inyecta en el torrente sanguíneo de un paciente, el gadolinio viaja no sólo al tejido tumoral sino también al tejido sano circundante.

Se retiene en el cerebro y los riñones y persiste meses o años después de la última administración. Aún no se conocen los efectos a largo plazo sobre el paciente. El gadolinio también provoca otros efectos secundarios. La búsqueda de una alternativa lleva años en marcha.

¿Podría el polvo de diamante, un material a base de carbono, convertirse en una alternativa bien tolerable gracias a un descubrimiento inesperado realizado en un laboratorio del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes de Stuttgart?

La Dra. Jelena Lazovic Zinnanti estaba trabajando en un experimento utilizando partículas de diamante de tamaño nanométrico para un propósito completamente diferente. La científica investigadora, que dirige los Sistemas Médicos del Centro Científico Central en MPI-IS, se sorprendió cuando colocó las partículas de 3 a 5 nanómetros en pequeñas cápsulas de gelatina para administrar medicamentos. Quería que estas cápsulas se rompieran cuando se expusieran al calor. Supuso que el polvo de diamante, con su alta capacidad calorífica, podría ayudar.

"Tenía la intención de utilizar el polvo sólo para calentar las cápsulas que contienen la droga", recuerda Jelena. "Utilicé gadolinio para rastrear la posición de las partículas de polvo. Tenía la intención de saber si las cápsulas con diamantes en su interior se calentarían mejor. Mientras realizaba pruebas preliminares, me frustré porque el gadolinio se escaparía de la gelatina, tal como se escapa del torrente sanguíneo al tejido de un paciente.

"Decidí dejar de lado el gadolinio. Cuando tomé imágenes de resonancia magnética unos días después, para mi sorpresa, las cápsulas todavía estaban brillantes. ¡Guau, esto es interesante, pensé! El polvo de diamante parecía tener mejores propiedades para mejorar la señal que el gadolinio. No esperaba eso."

Jelena llevó estos hallazgos más allá al inyectar polvo de diamante en embriones de pollo vivos. Descubrió que, mientras el gadolinio se difunde por todas partes, las nanopartículas de diamante permanecían en los vasos sanguíneos, no se escapaban y luego brillaban intensamente en la resonancia magnética, tal como lo habían hecho en las cápsulas de gelatina.

Mientras que otros científicos habían publicado artículos que mostraban cómo utilizaban partículas de diamante adheridas a gadolinio para obtener imágenes por resonancia magnética, nadie había demostrado nunca que el polvo de diamante en sí pudiera ser un agente de contraste.

Dos años más tarde, Jelena se convirtió en la autora principal de un artículo que ahora se publica en Advanced Materials. .

"Por qué el polvo de diamante brilla en nuestra resonancia magnética sigue siendo un misterio para nosotros", dice Jelena, que trabajó con el profesor Metin Sitti e investigadores del Departamento de Inteligencia Física del MPI-IS y con el Dr. Eberhard Goering del MPI-IS. ' instituto vecino, el MPI para la Investigación del Estado Sólido. Sólo puede suponer el motivo de las propiedades magnéticas del polvo.

"Creo que las partículas diminutas tienen carbonos que son ligeramente paramagnéticos. Las partículas pueden tener un defecto en su red cristalina, lo que las hace ligeramente magnéticas. Por eso se comportan como un agente de contraste T1 como el gadolinio. Además, no sabemos si El polvo de diamante podría ser potencialmente tóxico, algo que deberá examinarse cuidadosamente en el futuro."

Si se descubre que el polvo de diamante es seguro y bien tolerado por los pacientes, Jelena cree que tiene el potencial de convertirse en una nueva opción de agente de contraste para futuras exploraciones por resonancia magnética, donde se depositaría en tejidos con vasculatura anormal, como los tumores, pero no en tejido sano.