_ Praf de diamant ca alternativă potențială la agentul de contrast gadoliniu în imagistica prin rezonanță magnetică

O descoperire neașteptată a surprins un om de știință de la Institutul Max Planck pentru Sisteme Inteligente din Stuttgart: particulele de diamant de mărime nanometrică, care erau destinate unui scop complet diferit, au strălucit strălucitor într-un experiment de imagistică prin rezonanță magnetică – mult mai strălucitor decât agentul de contrast real, gadoliniu, metalul greu.

Praful de diamant ar putea – pe lângă utilizarea sa în administrarea de medicamente pentru tratarea celulelor tumorale – într-o zi să devină un roman agent de contrast folosit pentru RMN? Echipa de cercetare și-a publicat acum descoperirea în Advanced Materials.

Unele dintre cele mai mari descoperiri din lume au avut loc întâmplător. În timp ce descoperirea potențialului prafului de diamant ca un viitor agent de contrast pentru RMN nu poate fi niciodată considerată un punct de cotitură în istoria științei, proprietățile sale de îmbunătățire a semnalului sunt totuși o descoperire neașteptată care poate deschide noi posibilități: praful de diamant strălucește puternic chiar și după zile în care se află. fiind injectat. Înseamnă asta că poate deveni într-o zi o alternativă la agentul de contrast gadoliniu utilizat pe scară largă?

Acest metal greu a fost folosit în clinici pentru a detecta tumori, inflamații sau anomalii vasculare de mai bine de 30 de ani. Îmbunătățește luminozitatea imaginii zonelor afectate. Cu toate acestea, atunci când este injectat în fluxul sanguin al pacientului, gadoliniul călătorește nu numai către țesutul tumoral, ci și către țesutul sănătos din jur.

Este reținut în creier și rinichi, persistând la luni până la ani de la ultima administrare. Efectele pe termen lung asupra pacientului nu sunt încă cunoscute. Gadoliniul provoacă, de asemenea, o serie de alte reacții adverse. Căutarea unei alternative este în desfășurare de ani de zile.

Praful de diamant, un material pe bază de carbon, ar putea deveni o alternativă bine tolerabilă din cauza unei descoperiri neașteptate făcute într-un laborator de la Institutul Max Planck pentru Inteligență Sisteme în Stuttgart?

Dr. Jelena Lazovic Zinnanti lucra la un experiment folosind particule de diamant de dimensiuni nanometrice pentru un scop complet diferit. Cercetatorul, care conduce Sistemul Medical al Centrului Științific Central de la MPI-IS, a fost surprins când a pus particulele de 3 până la 5 nanometri în capsule minuscule de livrare a medicamentelor din gelatină. Ea a vrut ca aceste capsule să se rupă atunci când sunt expuse la căldură. Ea a presupus că praful de diamant, cu capacitatea sa ridicată de căldură, ar putea ajuta.

„Mi-am propus să folosesc praful doar pentru a încălzi capsulele care transportă droguri”, își amintește Jelena. „Am folosit gadoliniu pentru a urmări poziția particulelor de praf. Intenționam să aflu dacă capsulele cu diamante înăuntru s-ar încălzi mai bine. În timp ce făceam teste preliminare, am fost frustrat, deoarece gadoliniul se scurgea din gelatină – la fel cum se scurge. a fluxului sanguin în țesutul unui pacient.

„Am decis să las gadoliniul afară. Când am făcut imagini RMN câteva zile mai târziu, spre surprinderea mea, capsulele erau încă strălucitoare. Wow, asta e interesant, m-am gândit! Praful de diamant părea să aibă proprietăți de îmbunătățire a semnalului mai bune decât gadoliniul. Nu mă așteptam la asta."

Jelena a dus aceste descoperiri mai departe prin injectarea prafului de diamant în embrionii de pui vii. Ea a descoperit că, în timp ce gadoliniul difuzează peste tot, nanoparticulele de diamant au rămas în vasele de sânge, nu s-au scurs și au strălucit mai târziu în RMN, la fel cum făcuseră în capsulele de gelatină.

În timp ce alți oameni de știință au publicat lucrări care arătau cum au folosit particule de diamant atașate la gadoliniu pentru imagistica prin rezonanță magnetică, nimeni nu a a demonstrat vreodată că praful de diamant în sine ar putea fi un agent de contrast.

Doi ani mai târziu, Jelena a devenit autorul principal al unei lucrări publicate acum în Advanced Materials.

„De ce praful de diamant strălucește în RMN-ul nostru rămâne încă un mister pentru noi”, spune Jelena, care a lucrat cu prof. Metin Sitti și cercetători de la Departamentul de inteligență fizică de la MPI-IS și cu Dr. Eberhard Goering de la institutul vecin al MPI-IS, MPI for Solid State Research. Ea poate doar să-și asume motivul proprietăților magnetice ale prafului.

„Cred că particulele minuscule au carboni ușor paramagnetici. Particulele pot avea un defect în rețeaua lor cristalină, făcându-le ușor magnetice. De aceea se comportă ca un agent de contrast T1, cum ar fi gadoliniu. În plus, nu știm dacă praful de diamant ar putea fi toxic, lucru care trebuie examinat cu atenție în viitor.”

Dacă se găsește praf de diamant. pentru a fi sigură și bine tolerată de către pacienți, Jelena consideră că are potențialul de a deveni o nouă opțiune de agent de contrast pentru viitoarele scanări RMN, unde ar fi depus în țesuturi cu vascularizație anormală, cum ar fi tumorile, dar nu și în țesutul sănătos.

(Fluierul)