Pesquisadores do Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) descobriram um novo método para obter imagens de alta qualidade em ressonância magnética (MRI), que requer menos meio de contraste em comparação com os métodos atuais. Isso é possível pelo uso de uma estrutura protéica "elástica" que pode absorver o xenônio dissolvido de forma autorreguladora:quanto maior a quantidade desse gás nobre, quanto maior a qualidade da imagem, sem a necessidade de ajustar a quantidade de meio de contraste aplicada.

Hoje em dia, A ressonância magnética (MRI) é um método indispensável para diagnosticar doenças e monitorar o curso do tratamento. Ele cria imagens seccionais do corpo humano sem o uso de qualquer radiação prejudicial. Tipicamente, as moléculas de água no tecido são expostas a um forte campo magnético. Contudo, A ressonância magnética é muito insensível e precisa de uma alta concentração de moléculas para absorver um sinal utilizável. Os meios de contraste são freqüentemente usados ​​para melhorar o diagnóstico, a fim de detectar alterações específicas, como tumores, com mais clareza. Contudo, mesmo com esses meios de contraste, a sensibilidade da ressonância magnética não pode ser significativamente aumentada, e muitos marcadores que são conhecidos da biologia celular não podem ser detectados durante a imagem. Além disso, a segurança de certos meios de contraste contendo o elemento gadolínio é atualmente o assunto de crescente discussão. "Precisamos de novos, métodos aprimorados nos quais o mínimo de meio de contraste possível influencia o máximo possível da substância transmissora de sinal, que é tipicamente água, "diz o pesquisador da FMP, Dr. Leif Schröder. Ele e sua equipe agora alcançaram um avanço importante.

Os pesquisadores trabalham há algum tempo no desenvolvimento de meios de contraste baseados em xenônio, um gás nobre inofensivo. O grupo emprega um processo com lasers poderosos em que o xenônio é magnetizado artificialmente e então - mesmo em pequenas quantidades - gera sinais mensuráveis. Para detectar marcadores específicos de doenças celulares, o xenônio deve ser ligado a eles por um curto período de tempo. Em cooperação com cientistas do California Institute of Technology (Caltech), financiado pelo Human Frontiers Science Program (HFSP), O Dr. Leif Schröder e sua equipe examinaram agora uma nova classe de meio de contraste que liga o xenônio de forma reversível. Estas são estruturas protéicas ocas produzidas por certas bactérias a fim de regular a profundidade em que flutuam na água, semelhante a uma bexiga natatória miniaturizada em peixes, mas em uma escala nanométrica. O grupo de pesquisa liderado pelo parceiro de cooperação Mikhail Shapiro da Caltech introduziu essas chamadas "vesículas de gás" há algum tempo como meio de contraste MR. Contudo, ainda não se sabia quão bem eles poderiam ser "carregados" com xenônio.

No estudo, que foi publicado em ACS Nano , os dois grupos agora descrevem como essas vesículas formam um meio de contraste ideal:elas podem ajustar "elasticamente" sua influência no xenônio medido. "As estruturas das proteínas têm uma estrutura de parede porosa através da qual o xenônio pode fluir para dentro e para fora. Ao contrário dos meios de contraste convencionais, as vesículas de gás sempre absorvem uma porção fixa do xenônio que é fornecida pelo ambiente, em outras palavras, também quantidades maiores se mais Xe for fornecido, "Relatórios do Dr. Leif Schröder. Esta característica pode ser empregada em diagnósticos de ressonância magnética, porque mais xenônio deve ser usado para obter melhores imagens.

A concentração de um meio de contraste convencional também precisaria ser ajustada para obter uma mudança no sinal para todos os átomos de xenônio. As vesículas de gás, por outro lado, encher automaticamente com mais xenônio quando oferecido pelo ambiente. "Eles agem como uma espécie de balão, ao qual uma bomba externa está conectada. Se o balão for "inflado" por átomos de xenônio fluindo para a vesícula de gás, seu tamanho não muda, mas a pressão aumenta - semelhante a uma câmara de pneu de bicicleta, "explica o Dr. Leif Schröder. Porque muito mais xenônio passa para as vesículas do que com os meios de contraste convencionais, os átomos de xenônio podem então ser lidos muito melhor depois de deixarem a vesícula novamente e mostrarem um sinal alterado. Por aqui, o contraste da imagem é muitas vezes maior do que o ruído de fundo, enquanto a qualidade da imagem é significativamente melhorada.

Esses meios de contraste também podem ser usados ​​para identificar marcadores de doenças que ocorrem em concentrações relativamente baixas. Durante o curso posterior da cooperação, os dois grupos pretendem testar esses meios de contraste em estudos iniciais com animais. O comportamento recém-descoberto será uma vantagem decisiva para usar esses meios de contraste muito sensíveis também em tecidos vivos. O Dr. Leif Schröder e sua equipe conseguiram fazer as primeiras imagens de ressonância magnética com concentrações de partículas um milhão de vezes menores do que as dos meios de contraste empregados atualmente.