Un nou agent de contrast pe bază de fier îmbunătățește siguranța examenelor RMN cardiace
Grupul de cercetare în Nanotehnologii Biomoleculare, condus de profesorul de cercetare Ikerbasque Aitziber L. Cortajarena de la CIC biomaGUNE, a dezvoltat un nou agent de contrast pe bază de fier pentru imagistica prin rezonanță magnetică, care poate fi utilizat atât pentru diagnostic, cât și pentru tratament.
Un studiu realizat pe țesuturi cardiace umane cultivate în laborator a demonstrat că agentul de contrast se acumulează în țesutul fibrotic, intensitatea semnalului său pe imaginea RMN crește odată cu severitatea bolii și încetinește progresia acesteia. Studiul, condus de Cortajarena în colaborare cu grupul coordonat de Ana Villar de la Institutul de Biomedicină și Biotehnologie din Cantabria (IBBTEC, UC-CSIC), a fost publicat în renumita revistă științifică Advanced Functional Materials. Aceasta pavează calea pentru o alternativă posibilă la gadolinium, metalul utilizat în prezent în aproape toate examenele RMN cu contrast.
Fibroza cardiacă reprezintă unul dintre principalii factori care conduc la insuficiența cardiacă, o afecțiune care afectează milioane de oameni la nivel mondial. În prezent, nu există un tratament aprobat special conceput pentru a încetini această condiție. Atunci când inima este deteriorată sau supusă unei presiuni susținute (de exemplu, după un atac de cord sau din cauza hipertensiunii), începe un proces de reparare, similar vindecării unei tăieturi pe piele. Procesul de producție a colagenului este activat pentru a repara și întări țesutul. Cu toate acestea, acest proces nu se oprește adesea: colagenul continuă să se acumuleze, inima devine rigidă și îi este din ce în ce mai greu să se umple și să pompeze sângele corespunzător. O tehnică utilizată în prezent pentru diagnosticarea fibrozei cardiace este RMN-ul. În multe cazuri, pacientului i se administrează un agent de contrast intravenos, care este aproape întotdeauna bazat pe gadolinium, reținut în zonele afectate și face ca acestea să strălucească în imagine. Deși gadolinium-ul funcționează foarte bine, are diverse dezavantaje. Este un metal străin organismului. Utilizarea sa este restricționată la persoanele cu insuficiență renală, iar se știe că cantități mici pot fi reținute în diferite țesuturi timp de mulți ani. Aceasta este o problemă deosebit de îngrijorătoare pentru pacienții care necesită RMN-uri repetate pentru a monitoriza progresia bolii, ceea ce este cazul fibrozei cardiace.
De aceea, de mulți ani, cercetătorii caută să dezvolte agenți de contrast pe bază de fier, un metal pe care organismul îl cunoaște și știe cum să-l stocheze și să-l elimine. Totuși, există o problemă cu agenții de contrast pe bază de fier existenți, deoarece, în loc să lumineze zona afectată, o întunecă, făcându-le dificilă distincția în imagini. Mulți dintre aceștia au fost chiar retrași de pe piață. Grupul condus de Cortajarena a reușit să „depășească aceste probleme prin utilizarea proteinelor proiectate”, explică cercetătoarea de la CIC biomaGUNE, Lydia Martínez Parra, autorul principal al studiului. Martínez adaugă: „agentul de contrast constă dintr-o proteină special concepută care encapsulează și izolează grupuri minuscule de atomi de fier cu o dimensiune de aproximativ 1,4 nanometri (aproximativ 50.000 de ori mai subțiri decât un fir de păr). Este de asemenea demn de menționat că acest compus este mai sigur pentru organism, este stabil, eliberează foarte puțin fier și are o toxicitate scăzută pentru celule. În plus, este ușor și sustenabil de fabricat, deoarece este produs în apă, fără reagenți toxici sau condiții extreme.
Grupul CIC biomaGUNE a testat eficacitatea agentului de contrast pe țesut cardiac creat prin inginerie tisulară 3D, utilizând celulele cardiace ale pacienților, dezvoltate de grupul Ana Villar (IBBTEC, UC-CSIC). Aceste țesuturi replică anumite caracteristici ale fibrozei cardiace, cum ar fi acumularea de colagen și creșterea rigidității țesutului, permițând evaluarea unor noi strategii terapeutice în condiții mai reprezentative decât culturile celulare convenționale. Astfel, echipa de cercetare a verificat că agentul de contrast se deplasează și se acumulează predominant în țesutul fibrotic, că semnalul pe RMN crește odată cu severitatea fibrozei și că încetinește progresia acesteia, deoarece reduce producția și stocarea de colagen și împiedică rigidizarea țesutului. „Adică, pe lângă faptul că indică unde este dauna, acest material arată activitate antifibrotică în modelele studiate”, afirmă profesorul de cercetare Cortajarena. Acesta este un agent „theranostic” care oferă diagnostic și tratament în același material.” Martínez subliniază că „acest nou compus permite obținerea unui contrast în imagistica prin rezonanță magnetică comparabil cu cel al agenților pe bază de gadolinium. De asemenea, își menține această capacitate atât în câmpurile magnetice utilizate frecvent în practica clinică, cât și în câmpurile magnetice mai puternice utilizate în cercetarea preclinică.” Compusul format din atomii de fier encapsulați în proteină face ca țesutul să apară luminos pe RMN.
Echipa din spatele studiului afirmă că „mai este încă mult de parcurs până la ajungerea la pacient. Deocamdată, acest nou agent de contrast a fost testat pe celule și țesut uman în laborator. Următorul pas va fi să fie studiat pentru a putea fi utilizat în practică clinică, pentru a observa cum se distribuie și se elimină din organism și cum se comportă pe un scanner cardiac real. Obiectivul nostru este ca, în viitor, pacienții cu fibroza cardiacă, inclusiv cei care nu pot primi gadolinium, să poată beneficia de un test imagistic mai sigur care să facă parte și din tratamentul lor.
