p Uma equipe de pesquisadores, liderado por cientistas da Case Western Reserve University, desenvolveu uma nanopartícula multifuncional que permite a ressonância magnética (MRI) para localizar as placas dos vasos sanguíneos causadas pela aterosclerose. A tecnologia é um passo em direção à criação de um método não invasivo de identificação de placas vulneráveis ​​à ruptura - a causa do ataque cardíaco e derrame - a tempo do tratamento. p Atualmente, os médicos podem identificar apenas os vasos sanguíneos que estão se estreitando devido ao acúmulo de placas. Um médico faz uma incisão e coloca um cateter dentro de um vaso sanguíneo no braço, virilha ou pescoço. O cateter emite um corante que permite que os raios X mostrem o estreitamento.

p Contudo, Pesquisadores da Case Western Reserve relatam online hoje na revista Nano Letras que uma nanopartícula construída a partir de um vírus em forma de bastonete comumente encontrado no tabaco localiza e ilumina a placa nas artérias de forma mais eficaz e com uma pequena fração do corante.

p Mais importante, o trabalho mostra que as nanopartículas sob medida se concentram em biomarcadores de placa. Isso abre a possibilidade de que as partículas podem ser programadas para identificar placas vulneráveis ​​de estáveis, algo que os corantes não direcionados por si só não podem.

p "Do ponto de vista de um químico, ainda é um desafio fazer nanopartículas que não sejam esféricas, mas os materiais não esféricos são vantajosos para aplicações médicas ", disse Nicole F. Steinmetz, professor assistente de engenharia biomédica na Case Western Reserve. "A natureza está muito à nossa frente. Estamos colhendo os métodos da natureza para transformá-los em algo útil na medicina."

p As nanopartículas em forma de bastão são feitas do vírus do mosaico do tabaco, minúsculos organismos tubulares que infectam células vegetais, mas são benignos fora da planta.

p Steinmetz, um especialista em bioengenharia de vírus de plantas, juntou-se a Xin Yu, um professor de engenharia biomédica, que se especializou no desenvolvimento de técnicas de ressonância magnética para investigar doenças cardiovasculares. Eles criaram um dispositivo que transporta e concentra os agentes de imagem nas placas.

p A equipe de pesquisa inclui:Michael A. Bruckman, um pesquisador de pós-doutorado, e Lauren N. Randolph, um estudante de graduação, no laboratório Steinmetz; Kai Jiang, um estudante de doutorado no laboratório de Yu; e Leonard G. Luyt, professor assistente, e Emily J. Simpson, um candidato a PhD, ambos no departamento de química da Western University, em Londres, Ontário.

p Nanopartículas alongadas têm maior probabilidade de serem empurradas para fora do fluxo sanguíneo central e atingir a parede do vaso em comparação com as esferas. Além disso, a forma permite uma fixação mais estável à placa, disseram os pesquisadores.

p A superfície do vírus é modificada para transportar cadeias curtas de aminoácidos, chamados de peptídeos, que fazem o vírus aderir onde as placas estão se desenvolvendo ou já existem. Luyt e Simpson sintetizaram os peptídeos.

p "A ligação permite que a partícula permaneça no local por mais tempo, Considerando que a força bruta é mais provável de levar uma esfera, devido à sua alta curvatura, "disse Yu, nomeado pela Case School of Engineering.

p A superfície do vírus também foi modificada para transportar corantes infravermelhos próximos usados ​​para varredura óptica, e íons gadolínio (que estão ligados a moléculas orgânicas, para reduzir a toxicidade do metal) usado como um agente de contraste de ressonância magnética. Eles usaram varreduras ópticas para verificar os resultados da ressonância magnética.

p Ao carregar a superfície com íons de gadolínio em vez de injetá-los e deixá-los fluir livremente na corrente sanguínea, a nanopartícula aumenta a relaxividade - ou contraste do tecido saudável - em mais de quatro ordens de magnitude.

p "O agente injetado na corrente sanguínea tem uma relaxividade de 5, e nossas nanopartículas uma relaxividade de 35, 000, "disse Steinmetz, que foi nomeado pela Case Western Reserve School of Medicine.

p Isso porque o nanorod carrega até 2, 000 moléculas do agente de contraste, concentrando-os nos locais da placa. Em segundo lugar, anexar o agente de contraste a uma estrutura de nanopartículas reduz suas taxas de tombamento molecular e leva a benefícios adicionais de relaxividade, os pesquisadores explicaram.

p Embora a vista seja melhor, eles podem usar 400 vezes menos do agente de contraste porque ele é aplicado diretamente nas placas.

p A nanopartícula baseada no vírus do tabaco, eles disseram, oferece outra vantagem:a maioria das nanopartículas que foram desenvolvidas para transportar agentes de contraste são baseadas em materiais sintéticos, alguns dos quais podem permanecer no corpo por um tempo.

p O vírus do tabaco é feito de proteínas, que o corpo está bem equipado para manusear e limpar do sistema rapidamente.

p Steinmetz e Yu, membros do Case Center for Imaging Research, agora se propõem a levar o trabalho um passo adiante. Eles querem adaptar as nanopartículas para mostrar aos médicos se as placas são estáveis ​​e não requerem tratamento, ou são vulneráveis ​​a ruptura e requerem tratamento. Uma ruptura desencadeia a cascata de eventos que levam ao ataque cardíaco e derrame.

p Para fazer isso, eles devem primeiro encontrar diferentes biomarcadores de placas estáveis ​​versus vulneráveis ​​e revestir as nanopartículas com diferentes peptídeos e agentes de contraste que permitem que a ressonância magnética diferencie um do outro.

p "Nossa compreensão das placas vulneráveis ​​é incompleta, mas uma vez que podemos diagnosticar placas vulneráveis ​​de placas estáveis, será uma mudança de paradigma no diagnóstico e prognóstico, "Yu disse.

p Além de usar a tecnologia para encontrar vulnerabilidades, também pode ser útil para entregar medicamentos e monitorar o tratamento, dizem os pesquisadores.