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UPV
 

Diagnóstico clínico

La UPV, a través del ITQ, participa en el desarrollo de nanopartículas que mejoran el contraste en imágenes de resonancia magnética

[ 03/05/2018 ]

Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ) -centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)-, el Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández (UMH), el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), el Instituto de Neurociencias (UMH-CSIC) y la empresa Inscanner SL, ha desarrollado unas nanopartículas que mejoran el contraste en imágenes de resonancia magnética.


De 90 nanómetros de tamaño -un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro-, su aplicación en la práctica clínica facilitaría el diagnóstico de patologías hepáticas, pulmonares, cardiovasculares y diversos tipos de tumores. El trabajo ha sido publicado en la revista Nanoscale.


El uso de una forma no soluble de gadolinio, clave


Tal y como explica Pablo Botella, científico titular del CSIC en el ITQ, la adquisición de imágenes de resonancia magnética constituye una herramienta de diagnóstico clínico de gran utilidad, "sin embargo, la obtención de imágenes de calidad tropieza con frecuencia con la falta de contraste y otros cambios asociados con las diversas condiciones patológicas que se intentan estudiar, lo que puede dar lugar a una pérdida de sensibilidad, además de dificultar el diagnóstico".


Para paliar estas carencias es frecuente la administración vía intravenosa de agentes de contraste basados en quelatos solubles de gadolinio (Gd3+). Éstos hacen que ciertas estructuras o tejidos del cuerpo se vean diferentes a cómo se verían si el agente de contraste no hubiera sido administrado. Estos cambios son temporales y ayudan al diagnóstico clínico, pero el uso de estos productos puede estar desaconsejado en algunos casos, especialmente en pacientes alérgicos o con problemas renales.


"Además", indica Botella, "aunque el gadolinio mejora el contraste positivo de las imágenes (zonas claras), no influye prácticamente nada en el contraste negativo (zonas oscuras). En este sentido, la utilización de una forma no soluble del gadolinio combinada con un agente de contraste oscuro evitaría estos problemas, y esto es lo que hemos desarrollado en este trabajo".


Nanopartículas híbridas


El equipo de investigadores, coordinado por el grupo de Nanomedicina del ITQ que dirige Botella, ha desarrollado nanopartículas híbridas que contienen dos agentes de contraste, gadolinio (Gd3+, que aumenta el contraste positivo) y hierro (Fe3+, que incrementa el contraste negativo), protegidos por una cubierta estable de sílice.


La organización de ambos centros magnéticos en una estructura con un elevado grado de empaquetamiento da lugar a un efecto sinérgico que aumenta notablemente su actividad magnética, lo que repercute en un mayor incremento del contraste positivo y negativo en las imágenes de resonancia con respecto a los productos comerciales.


Así mismo, la cubierta permite la incorporación de moléculas que estabilizan las partículas en medio fisiológico (como el polietilenglicol), así como de moléculas directoras hacia una diana terapéutica específica. A este respecto, "las nanopartículas pueden acumularse selectivamente sobre determinados tejidos patológicos, siempre que exista una molécula directora adecuada. Esto sería válido para el diagnóstico de diversos tipos de cáncer. De hecho, estamos trabajando en su aplicación en cáncer de próstata, con resultados positivos", añade Botella.


No tóxicas y fácilmente eliminables


Los resultados obtenidos en animales permiten apreciar claramente que, tras la administración intravenosa de este nuevo agente, se produce una mejora significativa de los contrastes positivo y negativo en los tejidos donde se acumulan las nanopartículas.


Por otro lado, comenta Eduardo Fernández, miembro del Instituto de Bioingeniería de la UMH y el CIBER-BBN, que "los resultados sugieren que este nuevo tipo de agentes de contraste basado en nanopartículas híbridas no es tóxico para los animales tratados, y además, estas nanopartículas se eliminan totalmente utilizando las vías biliar y renal, lo cual avala su gran potencial".


Hasta un 78% de intensidad


"Los resultados obtenidos sobre modelo animal", concluye Botella, "apuntan a una mejora variable en función del tejido que puede alcanzar hasta un 78% de la intensidad de la señal en las imágenes de resonancia magnética, facilitando el diagnóstico clínico".


El aumento de la intensidad de la señal conlleva un aumento del contraste, y esto a su vez mejora la resolución, lo que permite al especialista en radiología diferenciar claramente tejidos patológicos de artefactos y ruido de fondo.


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