p O que os recém-nascidos e as pessoas com problemas renais têm em comum? p O que pode soar como uma piada na verdade tem uma resposta clínica:ambos os grupos podem enfrentar riscos à saúde quando injetados com agentes contendo metal, às vezes necessários para aumentar o contraste de cor - e o valor diagnóstico - das ressonâncias magnéticas.

p Mas uma nova nanopartícula livre de metal desenvolvida pela Universidade de Nebraska-Lincoln e MIT poderia ajudar a contornar essas barreiras relacionadas à saúde e à idade para a poderosa ferramenta de diagnóstico, que os médicos usam para investigar ou confirmar uma ampla gama de questões médicas.

p A nanopartícula da equipe contém uma molécula não metálica que aumenta o contraste da ressonância magnética para ajudar a distinguir entre o tecido corporal, uma tarefa normalmente realizada por agentes de contraste contendo gadolínio ou outros metais.

p Ele também sobreviveu o suficiente para se reunir em torno de tumores em camundongos, sugerindo que a nanopartícula pode ajudar a detectar câncer, bem como suas contrapartes metálicas, eliminando preocupações sobre o acúmulo de metal no corpo a longo prazo.

p Contraste em estilos

p As moléculas que residem nas nanopartículas da equipe pertencem a uma família conhecida como nitróxidos, que estão entre as alternativas mais promissoras aos agentes metálicos freqüentemente injetados em pacientes antes de serem submetidos a ressonâncias magnéticas.

p Mas os antioxidantes no corpo normalmente começam a quebrar os nitróxidos em minutos, limitando por quanto tempo eles podem aumentar o contraste de uma ressonância magnética. E a molécula de interesse da equipe - um chamado radical orgânico - tem apenas um único elétron, um fato que normalmente inibe quanto contraste pode produzir.

p O gadolínio e outros metais possuem vários elétrons que os ajudam a influenciar como as ondas magnéticas produzidas por uma ressonância magnética interagem com as moléculas de água no tecido. Esta influência magnética, ou relaxividade, em última análise, dita a intensidade dos sinais de contraste que são convertidos nas conhecidas ressonâncias magnéticas multicoloridas.

p Então, o químico Andrzej Rajca de Nebraska começou a colaborar com colegas do MIT para projetar uma nanopartícula livre de metal que exibisse estabilidade e relaxividade comparáveis ​​às do gadolínio. Rajca projetou anteriormente um nitróxido que, quando incorporado em nanopartículas relativamente pequenas, exibiu uma relaxividade várias vezes maior do que seus predecessores.

p Desta vez, Os pesquisadores do MIT incorporaram o nitróxido de Rajca em uma grande nanopartícula conhecida como polímero estrela de braço de escova. O processo envolveu a montagem de polímeros em uma estrutura esférica com um núcleo que atrai a água e uma concha que repele a água, em seguida, espremendo multidões de moléculas de nitróxido entre o núcleo e a casca.

p A equipe descobriu que embalar tantos nitróxidos em locais tão apertados efetivamente multiplicava seus valores individuais de relaxividade, resultando em uma nanopartícula com uma relaxividade cerca de 40 vezes maior do que um nitróxido típico.

p "Você não precisa de muito do (novo) agente de contraste para ver uma boa imagem, "disse Rajca, Charles Bessey Professor de química.

p O invólucro de polímero da nanopartícula também ajudou a retardar o avanço dos antioxidantes disruptivos o suficiente para prolongar a vida útil dos nitróxidos de cerca de duas horas para 20. Ao injetar em camundongos seu agente, os pesquisadores mostraram que a longevidade e o grande tamanho da nanopartícula permitem que ela alcance os tumores e os diferencie do tecido normal. Mesmo em doses maiores do que as normalmente necessárias para ressonâncias magnéticas, o agente de contraste da equipe não mostrou sinais de toxicidade em células humanas ou camundongos.

p A equipe detalhou seu trabalho no jornal ACS Central Science .