Imagem de ressonância magnética, ou ressonância magnética, é uma ferramenta médica amplamente usada para tirar fotos do interior do nosso corpo. Uma maneira de tornar os exames de ressonância magnética mais fáceis de ler é por meio do uso de agentes de contraste - corantes magnéticos injetados no sangue ou administrados por via oral em pacientes que viajam para órgãos e tecidos, tornando-os mais fáceis de ver. Recentemente, pesquisadores começaram a desenvolver agentes de contraste de próxima geração, como nanopartículas magnéticas, que podem ser direcionados especificamente para sites de interesse, como tumores.

Mas ainda há um problema com muitos desses agentes:às vezes são difíceis de distinguir dos tecidos do nosso corpo, que emitem seus próprios sinais de ressonância magnética. Por exemplo, um pesquisador lendo uma ressonância magnética pode não saber com certeza se uma mancha escura perto de um tumor representa um agente de contraste ligado ao tumor, ou é um sinal não relacionado do tecido circundante.

Mikhail Shapiro da Caltech, professor assistente de engenharia química, pensa que tem uma solução. Ele e sua equipe estão trabalhando em agentes de contraste "apagáveis" que teriam a capacidade de apagar, no comando, revelando assim sua localização no corpo.

"Estamos desenvolvendo agentes de contraste para ressonância magnética que podem ser apagados com ultrassom, permitindo que você os desligue, "diz Shapiro, que também é Schlinger Scholar e Investigador do Heritage Medical Research Institute. "É o mesmo princípio por trás das luzes piscantes das bicicletas. Ligar e desligar as luzes facilita a visualização, apenas no nosso caso apagamos o agente de contraste apenas uma vez. "

A nova pesquisa foi publicada na edição avançada de 26 de fevereiro da Materiais da Natureza , e está na capa da edição impressa de maio deste mês. O autor principal é George Lu, um pós-doutorado no laboratório de Shapiro.

"Visualizar claramente os agentes de contraste de ressonância magnética é muito demorado, problema persistente no campo, "diz Lu." Com o nosso novo estudo, estamos mostrando como é possível apagar o agente de contraste, tornando muito mais fácil ler os exames de ressonância magnética adequadamente. "

A nova tecnologia se baseia em estruturas em nanoescala chamadas vesículas de gás, que são produzidos naturalmente por alguns micróbios. As vesículas de gás consistem em uma concha de proteína com um interior oco e são usadas pelos micróbios como dispositivos de flutuação para regular o acesso à luz e aos nutrientes. Anteriormente, Shapiro e seus colegas demonstraram como as vesículas de gás poderiam, algum dia, possibilitar a geração de imagens de bactérias terapêuticas e outras células no corpo das pessoas por meio do ultrassom. A ideia seria criar células de interesse - como as células bacterianas usadas para tratar doenças intestinais - para produzir as vesículas de gás. Como as câmaras ocas das vesículas refletem as ondas sonoras de maneiras distintas, as vesículas (e as células que as produzem) seriam fáceis de distinguir do tecido circundante.

Acontece que as vesículas de gás também se destacam em exames de ressonância magnética porque o ar em suas câmaras reage de forma diferente aos campos magnéticos em comparação com os tecidos aquosos ao seu redor. Isso resulta em um escurecimento local das imagens de ressonância magnética onde as vesículas de gás estão presentes.

No novo estudo, realizada em ratos, os pesquisadores mostraram que as vesículas de gás podem realmente ser usadas como agentes de contraste de ressonância magnética - as vesículas de gás foram detectadas em certos tecidos e órgãos, como o cérebro e o fígado. O que mais, as vesículas de gás podem ser desligadas. Quando atingido por ondas de ultrassom de pressão alta o suficiente, as estruturas cilíndricas "desabaram como latas de refrigerante amassadas, "Shapiro diz, e seus sinais magnéticos foram embora.

Estudos anteriores de vesículas de gás mostraram que essas estruturas de proteínas podem ser geneticamente modificadas para receber receptores em células específicas, como células tumorais. Populações de vesículas de gás também podem ser projetadas de forma diferente, por exemplo, um grupo pode ter como alvo um tumor, enquanto outro permanecerá na corrente sanguínea para delinear os vasos sanguíneos. Isso permitiria aos médicos e pesquisadores visualizar dois tipos de tecido ao mesmo tempo.

"Nós mostramos anteriormente que podemos manipular geneticamente as vesículas de gás de uma variedade de maneiras para uso em imagens de ultrassom, "diz Shapiro." Agora eles têm uma aplicação totalmente nova em ressonância magnética. "

o Materiais da Natureza estudo é intitulado "Imagem de ressonância magnética acusticamente modulada de nanoestruturas de proteínas preenchidas com gás."