La resonancia magnética, o MRI, es una herramienta médica ampliamente utilizada para tomar fotografías del interior de nuestro cuerpo. Una forma de hacer que las imágenes de resonancia magnética sean más fáciles de leer es mediante el uso de agentes de contraste: colorantes magnéticos inyectados en la sangre oadministrado por vía oral a pacientes que luego viajan a órganos y tejidos, haciéndolos más fáciles de ver Recientemente, los investigadores han comenzado a desarrollar agentes de contraste de próxima generación, como nanopartículas magnéticas, que pueden dirigirse específicamente a sitios de interés, como tumores.
Pero sigue habiendo un problema con muchos de estos agentes: a veces son difíciles de distinguir de los tejidos de nuestro cuerpo, que emiten sus propias señales de resonancia magnética. Por ejemplo, un investigador que lee una resonancia magnética puede no saber con certeza si unEl parche cerca de un tumor representa un agente de contraste unido al tumor o es una señal no relacionada del tejido circundante.
Mikhail Shapiro, profesor asistente de ingeniería química de Caltech, cree que tiene una solución. Él y su equipo están trabajando en agentes de contraste "borrables" que tendrían la capacidad de parpadear, al recibir una orden, revelando así su ubicación en el cuerpo.
"Estamos desarrollando agentes de contraste para resonancia magnética que se pueden borrar con ultrasonido, lo que le permite apagarlos", dice Shapiro, quien también es un académico de Schlinger e investigador del Heritage Medical Research Institute. "Es el mismo principio detrás de las luces parpadeantes de las bicicletas. Tener las luces encendidas y apagadas hace que sean más fáciles de ver, solo que en nuestro caso simplemente apagamos el agente de contraste una vez. "
La nueva investigación se publicó en la edición avanzada del 26 de febrero de Materiales naturales , y está en la portada de la edición impresa de mayo de este mes. El autor principal es George Lu, un becario postdoctoral en el laboratorio de Shapiro.
"Visualizar claramente los agentes de contraste de resonancia magnética es un problema prolongado y persistente en el campo", dice Lu. "Con nuestro nuevo estudio, mostramos cómo podría ser posible borrar el agente de contraste, lo que facilita la lectura de las imágenes de resonancia magnéticacorrectamente."
La nueva tecnología se basa en estructuras a nanoescala llamadas vesículas de gas, que son producidas naturalmente por algunos microbios. Las vesículas de gas consisten en una capa de proteína con un interior hueco y son utilizadas por los microbios como dispositivos de flotación para regular el acceso a la luz y los nutrientes. Anteriormente, Shapiro y sus colegas demostraron cómo las vesículas de gas podrían algún día permitir la obtención de imágenes de bacterias terapéuticas y otras células en el cuerpo de las personas utilizando ultrasonido. La idea sería diseñar células de interés, como las células bacterianas utilizadas para tratar afecciones intestinales, para producir elvesículas de gas. Debido a que las cámaras huecas de las vesículas rebotan las ondas sonoras de formas distintas, las vesículas y las células que las producen serían fáciles de distinguir del tejido circundante.
Resulta que las vesículas de gas también se destacan en las imágenes de resonancia magnética porque el aire en sus cámaras reacciona de manera diferente a los campos magnéticos en comparación con los tejidos acuosos que las rodean. Esto da como resultado un oscurecimiento local de las imágenes de resonancia magnética donde están presentes las vesículas de gas.
En el nuevo estudio, realizado en ratones, los investigadores demostraron que las vesículas de gas de hecho podrían usarse como agentes de contraste de resonancia magnética; las vesículas de gas se detectaron en ciertos tejidos y órganos, como el cerebro y el hígado. Además, el gasLas vesículas se pueden apagar. Cuando son golpeadas con ondas de ultrasonido de una presión lo suficientemente alta, las estructuras cilíndricas "colapsaron como latas de refresco trituradas", dice Shapiro, y sus señales magnéticas desaparecieron.
Estudios anteriores de vesículas de gas han demostrado que estas estructuras de proteínas se pueden modificar genéticamente para apuntar a receptores en células específicas, como las células tumorales. Las poblaciones de vesículas de gas también se pueden diseñar de manera diferente; por ejemplo, un grupo puede apuntar a un tumor mientrasotro permanecería en el torrente sanguíneo para delinear los vasos sanguíneos. Esto permitiría a los médicos e investigadores visualizar dos tipos de tejido a la vez.
"Hemos demostrado anteriormente que podemos diseñar genéticamente las vesículas de gas en una variedad de formas para su uso en imágenes de ultrasonido", dice Shapiro. "Ahora tienen una aplicación completamente nueva en la resonancia magnética".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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