Wetenschappers van de Universiteit van Basel hebben nanodeeltjes ontwikkeld die kunnen dienen als efficiënte contrastmiddelen voor magnetische resonantiebeeldvorming. Dit nieuwe type nanodeeltjes produceert ongeveer tien keer meer contrast dan de eigenlijke contrastmiddelen en reageert op specifieke omgevingen. Het journaal Chemische communicatie heeft deze resultaten gepubliceerd.

Contrastmiddelen verbeteren de beeldvorming van weefsels verkregen door magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Terwijl de detectie van structurele details in het lichaam aanzienlijk kan worden verbeterd door contrastmiddelen te gebruiken, huidige stoffen produceren onvoldoende contrast voor het opsporen van vroege stadia van ziekten. Een andere beperking is dat de huidige contrastmiddelen hun biochemische omgeving niet voelen. Onderzoekers van de afdeling Scheikunde van de Universiteit van Basel hebben nanodeeltjes ontwikkeld, die kunnen dienen als "slimme" contrastmiddelen voor MRI.

Contrastmiddelen zijn meestal gebaseerd op het metaal Gadolinium, die wordt geïnjecteerd en dient voor een verbeterde beeldvorming van verschillende organen in een MRI. Gadoliniumionen moeten worden gebonden met een dragerverbinding om de toxiciteit van de vrije ionen voor het menselijk lichaam te voorkomen. Daarom, zeer efficiënte contrastmiddelen die lagere gadoliniumconcentraties vereisen, vormen een belangrijke stap voor het bevorderen van de diagnose en het verbeteren van de gezondheidsprognose van de patiënt.

Slimme nanodeeltjes als contrastmiddelen

De onderzoeksgroepen van Prof. Cornelia Palivan en Prof. Wolfgang Meier van de afdeling Chemie van de Universiteit van Basel hebben een nieuw type nanodeeltjes geïntroduceerd, die meerdere eigenschappen combineren die nodig zijn voor contrastmiddelen:een verhoogd MRI-contrast voor een lagere concentratie, een potentieel voor een lange bloedcirculatie en reactievermogen op verschillende biochemische omgevingen. Deze nanodeeltjes werden verkregen door co-assemblage van met heparine gefunctionaliseerde polymeren met ingesloten gadoliniumionen en op stimuli reagerende peptiden.

De studie laat zien, dat de nanodeeltjes het vermogen hebben om het MRI-signaal tien keer hoger te versterken dan de huidige middelen. In aanvulling, ze hebben een verhoogde werkzaamheid in een reductief milieu, kenmerkend voor specifieke regio's, zoals kankerweefsel. Deze nanodeeltjes voldoen aan tal van belangrijke criteria voor verdere ontwikkeling, zoals afwezigheid van cellulaire toxiciteit, geen duidelijke antistollingseigenschap, en hoge schapstabiliteit. Het concept ontwikkeld door de onderzoekers van de Universiteit van Basel om betere contrastmiddelen te produceren op basis van nanodeeltjes markeert een nieuwe richting in het ontwerp van MRI-contrastmiddelen, en ondersteunt de implementatie ervan voor toekomstige toepassingen.