Detección de alta sensibilidad de los medios de contraste para la resonancia magnética
Unos científicos han desarrollado un sensor que permite detectar gadolinio en cantidades mínimas.
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La resonancia magnética, abreviada como RM, proporciona imágenes muy detalladas del interior del cuerpo. Se trata de una técnica indispensable para el diagnóstico y la planificación del tratamiento de muchos tipos de cáncer, que no supone ninguna exposición a la radiación para el cuerpo, ya que utiliza campos magnéticos y ondas de radio de baja energía. En las imágenes de RM, las alteraciones patológicas, como por ejemplo los tumores, se pueden diferenciar claramente del tejido sano.
El elemento gadolinio, que se encuentra encerrado de forma segura en los medios de contraste dentro de una molécula denominada «quelato» —a modo de jaula molecular—, proporciona el contraste necesario para las imágenes de RM. Debido a sus propiedades magnéticas especiales, el gadolinio interactúa en el tomógrafo de resonancia magnética con las moléculas de agua del cuerpo. De este modo, determinados tejidos con alto contenido en agua aparecen más claros en la imagen, lo que genera contraste en la obtención de imágenes.
En casi la mitad de todas las exploraciones por RM se utilizan medios de contraste a base de gadolinio. Tras la exploración, estos se excretan a través de los riñones en la orina y llegan a las aguas residuales. Allí, el gadolinio permanece ligado de forma permanente a su jaula quelato. «No obstante, vemos la urgente necesidad de sentar las bases para nuevos y sensibles métodos de análisis con los que podamos rastrear el gadolinio procedente de los medios de contraste, pero también de los procesos industriales, en el medio ambiente», explica Leif Schröder, del DKFZ, que ha dirigido el estudio.
Medición del gadolinio hasta el rango micromolar
Los científicos combinaron dos efectos. Por un lado, utilizaron xenón hiperpolarizado, un gas noble fuertemente magnetizado que está encerrado en otro tipo de jaula y que genera señales en la resonancia magnética. En este proceso, el espín nuclear del xenón actúa como sensor cuántico y muestra dos señales diferentes: una para el xenón ligado a las moléculas de la jaula y otra para el xenón libre en la solución. Por otro lado, el gadolinio desplaza al xenón de su jaula, de modo que la señal correspondiente del xenón se reduce y, finalmente, desaparece por completo.
«A partir de la reducción de la señal del xenón, pudimos determinar la concentración de gadolinio fuera de la jaula», afirma Hannah Gerbeth, autora principal del estudio. El equipo de investigación del DKFZ descubrió que es posible determinar concentraciones de gadolinio en el rango micromolar. Esto convierte a la molécula jaula, en las condiciones del experimento, en un sensor de alta sensibilidad para el gadolinio. «Este descubrimiento demuestra que las propiedades especiales de la interacción entre el gadolinio, el xenón y la jaula permiten una detección más sensible de lo que era posible en trabajos de investigación anteriores con RM», afirma Leif Schröder.
El método, que permite distinguir el gadolinio libre de las formas queladas, podría contribuir a mejorar su aplicación clínica y la detección de sustancias que contienen gadolinio en el medio ambiente. En el futuro, los científicos quieren comprobar la idoneidad del sensor para la determinación del gadolinio también en otros rangos de concentración. Además, tienen la intención de investigar si otros iones también son capturados de forma selectiva por la jaula y, por lo tanto, podrían interferir en el sensor de gadolinio.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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