p Um estudo da Northwestern University mostra que o acoplamento de um agente de contraste de imagem por ressonância magnética (MRI) a um nanodiamante resulta em uma intensidade de sinal dramaticamente melhorada e, portanto, em um contraste de imagem vívido. p "Os resultados são um salto e não pequeno - é um evento de mudança de jogo para a sensibilidade, "disse Thomas J. Meade, a Professora Eileen Foell em Pesquisa do Câncer na Faculdade de Artes e Ciências Weinberg e na Escola de Medicina Feinberg. "Este é um agente de imagem com esteróides. O complexo é muito mais sensível do que qualquer outra coisa que eu já vi."

p Meade liderou o estudo junto com Dean Ho, professor assistente de engenharia biomédica e engenharia mecânica na McCormick School of Engineering and Applied Science.

p Ho já demonstrou que os nanodiamantes têm excelente biocompatibilidade e podem ser usados ​​para entrega eficiente de medicamentos. Este novo trabalho abre caminho para o uso clínico de nanodiamantes tanto para fornecer terapêuticas quanto para rastrear remotamente a atividade e localização dos medicamentos.

p O estudo, publicado online pela revista Nano Letras , também é o primeiro relatório publicado de nanodiamantes sendo fotografados por tecnologia de ressonância magnética, com o melhor conhecimento dos pesquisadores. A capacidade de gerar imagens de nanodiamantes in vivo seria útil em estudos biológicos onde o mapeamento do destino celular de longo prazo é crítico, como rastreamento de células de ilhotas beta ou rastreamento de células-tronco.

p A ressonância magnética é uma técnica de imagem médica não invasiva que usa um agente de contraste intravenoso para produzir imagens detalhadas de estruturas internas do corpo. A ressonância magnética é capaz de penetração no tecido profundo, atinge um nível eficiente de contraste de tecidos moles com alta resolução espacial e relacionada ao tempo, e não requer radiação ionizante.

p Os agentes de contraste são usados ​​na ressonância magnética porque alteram a relaxividade (indicador de eficácia do contraste) e melhoram a resolução da imagem. Gadolínio (Gd) é o material mais comumente usado como agente de contraste de ressonância magnética, mas sua eficácia de contraste pode ser melhorada.

p Meade, Ho e seus colegas desenvolveram um complexo de gadolínio (III) -nanodiamundo que, em uma série de testes, demonstrou um aumento significativo na relaxividade e, por sua vez, um aumento significativo no realce do contraste. O complexo Gd (III) -nanodiamundo demonstrou um aumento maior que 10 vezes na relaxividade - entre os valores mais altos por Gd (III) relatados até o momento. Isso representa um importante avanço na eficiência dos agentes de contraste para IRM.

p Ho e Meade fizeram imagens de uma variedade de amostras de nanodiamantes, incluindo nanodiamantes decorados com várias concentrações de Gd (III), nanodiamantes não decorados e água. O sinal intenso do complexo Gd (III) -nanodiamond era mais brilhante quando o nível de Gd (III) era mais alto.

p "Nanodiamonds demonstraram ser eficazes em atrair moléculas de água para sua superfície, que pode aumentar as propriedades de relaxividade do complexo Gd (III) -nanodiamundo, "disse Ho." Isso pode explicar por que esses complexos são tão brilhantes e tão bons agentes de contraste. "

p "Os nanodiamantes são absolutamente únicos entre as nanopartículas, "Meade disse." Um nanodiamante é como um navio de carga - nos dá uma plataforma não tóxica sobre a qual colocar diferentes tipos de drogas e agentes de imagem. "

p A biocompatibilidade do complexo Gd (III) -anodiamundo ressalta sua relevância clínica. Além de confirmar o sinal melhorado produzido pelo híbrido, os pesquisadores conduziram estudos de toxicidade usando fibroblastos e células HeLa como bases de teste biológicas.

p Eles encontraram pouco impacto do complexo híbrido na viabilidade celular, afirmando a segurança inerente do complexo e posicionando-o como um nanomaterial clinicamente significativo. (Outros métodos de imagem de nanodiamantes, como agentes nanodiamantes fluorescentes, têm penetração tecidual limitada e são mais apropriados para aplicações histológicas.)

p Nanodiamonds são materiais à base de carbono com aproximadamente quatro a seis nanômetros de diâmetro. A superfície de cada nanodiamante possui grupos carboxila que permitem que um amplo espectro de compostos sejam anexados a ela, não apenas gadolínio (III).

p Os pesquisadores estão explorando a aplicação pré-clínica do híbrido de nanodiamante-agente de contraste de ressonância magnética em vários modelos animais. Com o objetivo de otimizar este novo material híbrido, eles também estão continuando os estudos da estrutura do complexo Gd (III) -anodiamundo para aprender como ele governa o aumento da relaxividade.

p Meade foi pioneira no projeto e síntese de compostos químicos para aplicações na detecção de câncer, sinalização celular e regulação gênica. Ho foi pioneiro no desenvolvimento de nanodiamantes e demonstrou sua eficiência como veículos de distribuição de drogas. Ambos são membros do Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center da Northwestern University.