p Um novo, nanopartículas de óxido de ferro especialmente revestidas desenvolvidas por uma equipe do MIT e em outros lugares poderiam fornecer uma alternativa aos agentes de contraste convencionais à base de gadolínio usados ​​para procedimentos de ressonância magnética (MRI). Em casos raros, descobriu-se que os agentes de gadolínio usados ​​atualmente produzem efeitos adversos em pacientes com função renal prejudicada. p O advento da tecnologia de ressonância magnética, que é usado para observar detalhes de órgãos ou vasos sanguíneos específicos, tem sido um enorme benefício para o diagnóstico médico nas últimas décadas. Cerca de um terço dos 60 milhões de procedimentos de ressonância magnética realizados anualmente em todo o mundo usam agentes intensificadores de contraste, principalmente contendo o elemento gadolínio. Embora esses agentes de contraste tenham se mostrado seguros ao longo de muitos anos de uso, alguns efeitos colaterais raros, mas significativos, apareceram em um subgrupo muito pequeno de pacientes. Em breve, poderá haver um substituto mais seguro, graças a essa nova pesquisa.

p No lugar de agentes de contraste à base de gadolínio, os pesquisadores descobriram que podem produzir contraste de ressonância magnética semelhante com minúsculas nanopartículas de óxido de ferro que foram tratadas com um revestimento de zwitterion. (Zwitterions são moléculas que possuem áreas de cargas elétricas positivas e negativas, que se cancelam para torná-los neutros em geral.) Os resultados estão sendo publicados esta semana no Proceedings of the National Academy of Sciences , em um artigo de Moungi Bawendi, o professor de química Lester Wolfe no MIT; He Wei, um pós-doutorado no MIT; Oliver Bruns, um cientista pesquisador do MIT; Michael Kaul no University Medical Center Hamburg-Eppendorf na Alemanha; e 15 outros.

p Agentes de contraste, injetado no paciente durante um procedimento de ressonância magnética e projetado para ser rapidamente eliminado do corpo pelos rins depois, são necessários para fazer detalhes finos das estruturas dos órgãos, veias de sangue, e outros tecidos específicos claramente visíveis nas imagens. Alguns agentes produzem áreas escuras na imagem resultante, enquanto outros produzem áreas claras. Os principais agentes para a produção de áreas claras contêm gadolínio.

p Partículas de óxido de ferro têm sido amplamente utilizadas como agentes de contraste negativos (escuros), mas os radiologistas preferem amplamente os agentes de contraste positivos (leves), como os agentes à base de gadolínio, pois o contraste negativo às vezes pode ser difícil de distinguir de certos artefatos de imagem e sangramento interno. Mas embora os agentes à base de gadolínio tenham se tornado o padrão, evidências mostram que, em alguns casos muito raros, eles podem levar a uma condição intratável chamada fibrose sistêmica nefrogênica, o que pode ser fatal. Além disso, evidências agora mostram que o gadolínio pode se acumular no cérebro, e embora nenhum efeito desse acúmulo tenha sido demonstrado, o FDA está investigando possíveis danos.

p "Na última década, mais e mais efeitos colaterais vêm à luz "dos agentes de gadolínio, Bruns diz, isso levou a equipe de pesquisa a buscar alternativas. "Nenhum desses problemas existe para o óxido de ferro, "pelo menos nenhum que ainda tenha sido detectado, ele diz.

p A nova descoberta principal desta equipe foi combinar duas técnicas existentes:fazer partículas muito pequenas de óxido de ferro, e anexar certas moléculas (chamadas de ligantes de superfície) ao exterior dessas partículas para otimizar suas características. O núcleo inorgânico de óxido de ferro é pequeno o suficiente para produzir um contraste positivo pronunciado na ressonância magnética, e o ligante de superfície zwitteriônico, que foi recentemente desenvolvido por Wei e colegas de trabalho do grupo de pesquisa Bawendi, torna as partículas de óxido de ferro solúveis em água, compactar, e biocompatível.

p A combinação de um núcleo de óxido de ferro muito pequeno e uma concha de ligante ultrafina leva a um diâmetro hidrodinâmico total de 4,7 nanômetros, abaixo do limite de depuração renal de 5,5 nanômetros. Isso significa que o óxido de ferro revestido deve passar rapidamente pelos rins e não se acumular. Esta propriedade de depuração renal é uma característica importante onde as partículas têm um desempenho comparável ao dos agentes de contraste à base de gadolínio.

p Agora que os testes iniciais demonstraram a eficácia das partículas como agentes de contraste, Wei e Bruns dizem que o próximo passo será fazer mais testes de toxicologia para mostrar a segurança das partículas, e continuar a melhorar as características do material. "Não é perfeito. Temos mais trabalho a fazer, "Bruns diz. Mas porque o óxido de ferro tem sido usado por tanto tempo e de muitas maneiras, mesmo como suplemento de ferro, quaisquer efeitos negativos provavelmente podem ser tratados por protocolos bem estabelecidos, dizem os pesquisadores. Se tudo correr bem, a equipe está considerando a criação de uma empresa iniciante para levar o material à produção.

p Para alguns pacientes que estão atualmente excluídos da realização de ressonâncias magnéticas devido aos potenciais efeitos colaterais do gadolínio, os novos agentes "podem permitir que esses pacientes sejam elegíveis novamente" para o procedimento, Bruns diz. E, se acontecer que o acúmulo de gadolínio no cérebro tenha efeitos negativos, uma eliminação geral do gadolínio para tais usos pode ser necessária. "Se esse fosse o caso, isso poderia ser uma substituição completa, " ele diz.

p A equipe de pesquisa incluiu pesquisadores em química do MIT, engenharia biológica, ciência nuclear e engenharia, cérebro e ciências cognitivas, e departamentos de ciência e engenharia de materiais e seu programa em Ciências e Tecnologia da Saúde; e no University Medical Center Hamburg-Eppendorf; Brown University; e o Hospital Geral de Massachusetts. Foi apoiado pelo MIT-Harvard NIH Center for Cancer Nanotechnology, o Escritório de Pesquisa do Exército por meio do Instituto de Nanotecnologias de Soldados do MIT, o Centro de Pesquisa Biomédica a Laser, financiado pelo NIH, o MIT Deshpande Center, e o Sétimo Programa-Quadro da União Europeia.