I ricercatori dell'Istituto di tecnologia chimica (ITQ) della Unvirsitat Politècnica de València e le istituzioni che collaborano hanno sviluppato nanoparticelle che migliorano il contrasto nelle immagini di scansione a risonanza magnetica. Misurando 90 nanometri, il loro uso clinico potrebbe facilitare la diagnosi di malattie epatiche, patologie polmonari e cardiovascolari, così come molti tipi di tumori. Il loro lavoro è stato pubblicato in Nanoscala .

Pablo Botella, capo scienziato presso l'Istituto di tecnologia chimica del CSIC, spiega che la risonanza magnetica è una diagnostica clinica di grande importanza. "Però, ottenere immagini di alta qualità è solitamente difficile a causa della mancanza di contrasto e di altri cambiamenti associati alle varie patologie che vengono studiate, che può portare a una perdita di sensibilità e complicare la diagnosi".

Per ovviare a queste carenze, i mezzi di contrasto a base di chelati solubili di gadolinio (Gd³+) sono comunemente somministrati per via endovenosa. Questi agenti rendono visivamente distinguibili alcune strutture o tessuti nascosti del corpo. Questi cambiamenti sono temporanei e facilitano la diagnosi clinica, ma l'uso di questi prodotti potrebbe non essere consigliabile in alcuni casi, in particolare nei pazienti allergici o con problemi renali. "Per di più, anche se il gadolinio migliora il contrasto positivo delle immagini (aree chiare), difficilmente influenza il contrasto negativo (aree scure). In questo senso, l'uso di una forma non solubile di gadolinio combinato con un agente di contrasto scuro eviterebbe questi problemi, ed è quello che abbiamo sviluppato in questo progetto, " spiega Botella.

Nanoparticelle ibride

Il gruppo di ricerca, coordinato dal gruppo di Nanomedicina dell'ITQ guidato da Pablo Botella, ha sviluppato nanoparticelle ibride che contengono due agenti di contrasto, gadolinio (Gd3 ⁺ , che aumenta il contrasto positivo) e ferro (Fe3 ⁺ , che solleva un contrasto negativo), protetto da una stabile copertura in silice. Composto da una struttura ad alto livello di aggregazione, le nanoparticelle provocano un effetto sinergico che ne aumenta notevolmente l'attività magnetica, portando ad un maggiore aumento del contrasto positivo e negativo nelle immagini di risonanza magnetica rispetto ai prodotti commerciali.

Inoltre, il coperchio permette di aggiungere molecole che stabilizzano le particelle in ambienti fisiologici come glicole polietilenico, così come molecole che indirizzeranno il prodotto verso uno specifico target terapeutico. Nel rispetto, "le nanoparticelle possono accumularsi selettivamente su alcuni tessuti patologici, purché vi sia una molecola guida appropriata. Ciò sarebbe utile per la diagnosi di diversi tipi di cancro; stiamo attualmente lavorando al suo utilizzo per il cancro alla prostata, e stanno ottenendo risultati positivi, "aggiunge Botella.

I risultati ottenuti negli animali consentono di osservare chiaramente che dopo la somministrazione endovenosa di questo nuovo mezzo di contrasto, c'è un significativo miglioramento del contrasto positivo e negativo nei tessuti dove si accumulano le nanoparticelle.

D'altra parte, afferma Eduardo Fernández dell'Istituto di bioingegneria dell'UMH e del CIBER BBN, "i nostri risultati suggeriscono che questo nuovo tipo di agente di contrasto basato su nanoparticelle ibride non è tossico per gli animali in cui è stato testato, e le nanoparticelle vengono completamente eliminate attraverso l'attività biliare e renale, che attesta il suo grande potenziale."

"I risultati ottenuti su un modello animale suggeriscono un miglioramento variabile fino al 78% dell'intensità del segnale nelle immagini di risonanza magnetica a seconda del tessuto, facilitare la diagnosi clinica, " conclude Pablo Botella. L'aumento di intensità del segnale comporta un aumento del contrasto, che a sua volta migliora la risoluzione, consentendo al radiologo di distinguere chiaramente tra tessuto patologico e rumore di fondo.