Os polifosfoésteres, moléculas que contêm fósforo como elemento central, são facilmente rastreáveis ​​sem a necessidade de agentes de contraste, graças aos desenvolvimentos de pesquisadores da Universidade de Twente (UT). Normalmente, essas moléculas apresentam uma composição molecular semelhante ao nosso DNA, causando um “ruído” considerável na imagem.



Os pesquisadores da UT forneceram uma solução e desenvolveram polímeros exclusivos que podem ser rastreados por ressonância magnética (MRI). Olga Koshkina, Líder de Projeto do Grupo de Química de Polímeros Sustentáveis, publicou este novo conceito de polímeros rastreáveis ​​em Communications Chemistry .

Os pesquisadores ajustaram as propriedades dos polifosfoésteres (polímeros especiais com estrutura molecular inspirada em DNA e RNA). Como resultado, os polímeros adquiriram uma “cor de ressonância magnética” diferente, tornando-os mais distinguíveis do fundo natural. Além disso, eles exibem outras características físicas de ressonância magnética adequadas para imagens.

Para certas aplicações biomédicas, os polímeros precisam ser rastreados dentro do corpo, uma tarefa normalmente realizada através de ressonância magnética. No entanto, para obter imagens eficazes de partes do corpo por ressonância magnética, muitas vezes são necessários agentes de contraste tóxicos.

Ressonância magnética e agentes de contraste para ressonância magnética

A ressonância magnética é uma técnica de imagem sem radiação usada rotineiramente nas clínicas atualmente. Os exames médicos que utilizam ressonância magnética normalmente requerem agentes de contraste. Os atuais agentes de contraste clínicos alteram frequentemente o contraste da água corporal e dos tecidos, empregando metais pesados ​​paramagnéticos, como o gadolínio, para modificar o sinal da água corporal.

Embora eficiente em imagens, o uso de metais pesados ​​levanta preocupações devido ao seu acúmulo no corpo e no meio ambiente. A ressonância magnética de "ponto quente" heteronuclear não requer metais e detecta diretamente outros elementos ativos na ressonância magnética. Esses elementos servem como corantes para ressonância magnética, criando uma nova cor na imagem anatômica.

Polímeros em aplicações biomédicas

Os materiais poliméricos têm enorme potencial em aplicações médicas, incluindo o desenvolvimento de novas terapias. No entanto, para desenvolver tratamentos personalizados eficazes, é crucial rastrear polímeros in vivo. Até agora, isso só era possível com rotulagem adicional, como a fixação de traçadores radioativos para imagens nucleares ou moléculas contendo flúor (também chamadas de "PFAS") para ressonância magnética "hotspot".

A UT introduz um novo conceito, no qual os polímeros podem ser rastreados sem rótulo, utilizando diretamente o sinal do fósforo na estrutura molecular do polímero.

Novas possibilidades

A pesquisa abre um novo caminho para polímeros rastreáveis ​​e sustentáveis ​​com ressonância magnética. Eles podem ser usados ​​como novos agentes de ressonância magnética, como veículos de administração de medicamentos ou como biomateriais para regeneração de tecidos. Os investigadores da Universidade de Twente planeiam realizar mais investigação fundamental nesta área e abriram novas possibilidades para polímeros biodegradáveis ​​e rastreáveis.

Além disso, estão actualmente a trabalhar na criação de uma empresa spin-off para garantir que esta investigação inovadora possa ser aplicada a pacientes reais a longo prazo.

Mais informações: Timo Rheinberger et al, RMN 31P em tempo real revela diferentes forças de gradiente em copolímeros de polifosfoéster como potenciais nanomateriais rastreáveis ​​por ressonância magnética, Communications Chemistry (2023). DOI:10.1038/s42004-023-00954-x
Informações do diário: Química das Comunicações

Fornecido pela Universidade de Twente