Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas estão dando nova vida a um velho agente de contraste de ressonância magnética, anexando-o a um vírus de planta e embrulhando-o em uma gaiola química protetora.

A nova estratégia visa o desenvolvimento de um composto totalmente orgânico e biodegradável que eliminaria a necessidade de usar metais pesados ​​como o gadolínio em agentes de contraste, disse o Dr. Jeremiah Gassensmith, professor associado de química e bioquímica da Escola de Ciências Naturais e Matemática e autor correspondente de um estudo publicado online em 5 de fevereiro na revista Ciência Química , uma publicação da Royal Society of Chemistry.

A ressonância magnética é uma tecnologia de imagem médica comumente usada que permite aos médicos ver os tecidos moles do corpo. Alguns tecidos, como câncer, são melhor vistos quando um paciente recebe um agente de contraste, o que faz com que as partes doentes do corpo apareçam intensamente em uma ressonância magnética. A única classe de agentes de contraste aprovados para uso com ressonância magnética nos EUA é baseada no gadolínio de metal pesado, que normalmente é excretado pela urina do paciente após a conclusão de uma ressonância magnética.

Por causa de seu uso generalizado, gadolínio - que é capaz de se infiltrar em estações de tratamento de águas residuais - está cada vez mais aparecendo em bacias hidrográficas dentro e ao redor de grandes áreas metropolitanas.

"Os agentes de contraste à base de gadolínio são usados ​​tanto e com tanta frequência que, apenas de pacientes excretando-o em sua urina, o metal está sendo lançado em recursos hídricos e sedimentos, "Gassensmith disse." As concentrações observadas ainda são muito baixas, mas, Apesar disso, não está exatamente claro quais efeitos o acúmulo de gadolínio a longo prazo pode ter no corpo. "

Além disso, para pacientes com rins comprometidos que têm dificuldade em excretar esses agentes de contraste, o gadolínio pode aumentar o risco de danos renais adicionais.

"Por estas razões, queríamos criar algo que fosse biocompatível e biodegradável, algo completamente orgânico sem metais pesados, "Gassensmith disse. Gassensmith e seus colegas revisitaram um tipo de agente de contraste radical orgânico, ou ORCA, que havia sido considerado anteriormente como um agente de contraste de ressonância magnética, mas foi abandonado em parte porque não é brilhante o suficiente, e é decomposto muito rapidamente no corpo pelo ascorbato - vitamina C.

"Este ORCA é um agente livre de metal compatível com as técnicas atuais de ressonância magnética, é menos tóxico para o corpo e é altamente biodegradável. Infelizmente, sozinho, não é muito brilhante, e é tão biodegradável que é impraticável de usar, "Disse Gassensmith.

O grupo de pesquisa de Gassensmith reaproveitou o agente, primeiro anexando as moléculas de ORCA a milhares de locais de acoplamento em um vírus do mosaico do tabaco.

"Uma vez que este é um vírus de planta, não pode infectar pessoas ou animais, e é facilmente decomposto pelo fígado. Como o vírus é tão grande, também nos permite colocar milhares de moléculas de ORCA lado a lado, "Gassensmith disse." É a diferença entre ter uma lâmpada de árvore de Natal, que é bem escuro, e toda uma série deles juntos, que é bastante brilhante. "

Os pesquisadores também tiveram que proteger o agente para que durasse o suficiente no corpo para ser prático para o uso de ressonância magnética.

"Colocamos o ORCA em uma gaiola, que ninguém tinha feito antes, "Disse Gassensmith.

Especificamente, eles fabricaram estruturas químicas ocas chamadas cucurbiturilos, assim chamados porque têm o formato de uma abóbora (da família das plantas Cucurbitaceae), e os envolveu em cada molécula de ORCA.

"A gaiola e o agente de contraste simplesmente ficam juntos - eles não formam uma ligação química um com o outro, "Gassensmith disse." É semelhante à relação entre uma chave e uma fechadura. Porque não há ligação química, mas as moléculas se unem, no entanto, esta abordagem é chamada de química 'supramolecular', o que torna o agente que criamos um smORCA - agente de contraste de radical orgânico macromolecular supramolecular. "

A gaiola é construída como uma peneira para que a água possa chegar ao ORCA. Isso é necessário porque as ressonâncias magnéticas usam a água do corpo para criar uma imagem. Ao mesmo tempo, a gaiola bloqueia moléculas maiores, como ascorbato, que pode inativar o ORCA.

Em ratos, o ORCA desprotegido quebrou em cerca de 30 minutos, enquanto a versão protegida forneceu mais de duas horas de contraste visível.

"Tudo o que estamos usando foi testado ou parte da pesquisa médica por décadas. Acabamos de colocá-los todos juntos de uma nova maneira, "Gassensmith disse." Temos mais trabalho a fazer para mostrar que nosso material é estável no complexo ambiente do corpo humano, e gostaríamos de ver se podemos direcioná-lo para doenças específicas, como câncer e outras anormalidades nos tecidos.

"Mas acho que nossos resultados são um passo promissor para o desenvolvimento de smORCAs em agentes de contraste clinicamente viáveis."