Utilizzando la tecnica Hyper-CEST NMR, il team guidato da Leif Schröder del Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) e del Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) è riuscito a rivelare due varianti precedentemente poco studiate di un tipo di container da trasporto della classe di poliedri metallo-organici (MOP). I ricercatori vogliono utilizzare questa conoscenza per sviluppare un nuovo tipo di agente di contrasto nell'imaging RM (risonanza magnetica).

Il concetto di un sistema di costruzione modulare si rivela utile in molte applicazioni per l'assemblaggio di strutture complesse per funzioni specifiche da singole sottounità ripetute. In chimica, il principio può essere utilizzato per costruire una rete autoassemblante da unità molecolari più piccole che funge da contenitore di trasporto di una dimensione definita. Ad esempio, diversi ioni metallici possono essere collegati a molecole organiche. Questi MOP (poliedri metallo-organici) vengono utilizzati, ad esempio, per catturare i gas serra o per aprire la strada a agenti chemioterapici più efficaci caricandoli con determinati farmaci, che poi rilasciano nel tumore. Diversi aspetti del comportamento di queste strutture non sono stati ancora adeguatamente esplorati. Ciò è in parte dovuto al fatto che non sono sempre disponibili tecniche appropriate per osservare il carico e lo scarico di questi MOP a livello molecolare:spesso non è possibile misurare differenze tra le varianti vuote e caricate né per il contenitore né per il suo contenuto.

In collaborazione con un team dell'Università di Oulu in Finlandia, il gruppo di ricerca di Leif Schröder ha ora studiato i MOP che si assemblano spontaneamente in soluzione da ioni ferro e un composto organico per formare tetraedri. Nel processo, i montanti organici possono essere fissati in modo diverso ai "nodi" di ferro. In sostanza, questo influenza le proprietà dei MOP, come la loro capacità di uccidere le cellule tumorali. Nel caso del MOP in studio, tuttavia, in precedenza si pensava che esistesse solo una delle tre varianti teoricamente previste. Le altre due varianti sono state considerate troppo instabili perché nessun metodo analitico è stato in grado di rilevarle. Utilizzando un nuovo metodo di risonanza magnetica (iper-CEST NMR), il membro del team di Schröder Jabadurai Jayapaul è ora riuscito a dimostrare che queste varianti precedentemente sconosciute esistono.

I colleghi finlandesi sono stati in grado di confermare i segnali di questi MOP "nascosti" utilizzando calcoli teorici. Sebbene si verifichino solo in proporzioni molto piccole, le misurazioni hanno mostrato che l'alterazione dell'attacco dei montanti provoca cambiamenti drammatici nel carico e scarico dei container. Alcuni sottotipi di contenitori possono essere selezionati per accelerare il processo. I ricercatori stanno ora utilizzando questa conoscenza per sviluppare un nuovo tipo di agente di contrasto nell'imaging RM in cui il caricamento del contenitore influenza il segnale MRI. Ma le osservazioni mostrano anche che esiste un maggiore potenziale per nuove intuizioni per un'ulteriore ottimizzazione dei portatori di farmaci. In altre parole, la prima impressione che si ottiene da queste strutture potrebbe non essere sempre quella giusta. Una parte sostanziale della loro natura può rimanere nascosta fino a quando non saremo in grado di rilevarli utilizzando metodi molto più sensibili. + Esplora ulteriormente

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