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Cientistas da Oregon State University registraram uma patente para um projeto de um novo agente de contraste para imagens de ressonância magnética com potencial para superar os agentes atuais, ao mesmo tempo que é menos tóxico para os pacientes e mais ecológico.
O novo material é baseado em uma estrutura conhecida como estrutura metal-orgânica ou MOF, cujo desenvolvimento na década de 1990 rendeu o Prêmio Nobel de Química deste ano, à medida que muitos usos possíveis dos MOFs se tornam cada vez mais aparentes.
Os MOFs são compostos de íons metálicos carregados positivamente rodeados por moléculas orgânicas “ligantes”. Eles têm poros nanométricos e podem ser projetados com uma variedade de componentes que determinam as propriedades do MOF.
Pesquisadores liderados por Kyriakos Stylianou, da OSU College of Science, dizem que seu novo MOF à base de manganês, que eles chamaram de BVR-19, é uma alternativa promissora aos agentes de contraste usados atualmente à base de gadolínio. BVR é uma abreviatura de castor, mascote da OSU. Seu trabalho foi publicado no Journal of Materials Chemistry B
Um agente de contraste, também chamado de meio de contraste, é uma substância que aumenta a visibilidade dos tecidos durante imagens médicas. Globalmente, a indústria de agentes de contraste para ressonância magnética tem um valor estimado em mais de 1,5 mil milhões de dólares e espera-se que cresça 750 milhões de dólares nos próximos cinco anos, face ao aumento da procura por procedimentos de diagnóstico não invasivos.
O gadolínio é um elemento de terras raras que suscita preocupações relativamente à toxicidade para os pacientes, potenciais danos ao ambiente e problemas na cadeia de abastecimento, uma vez que a China é responsável por muitas das reservas de terras raras e grande parte da capacidade de processamento e produção.
O manganês, entretanto, é abundante na crosta terrestre. Além de ser utilizado na fabricação de baterias, aço e cerâmica, o manganês é vital para a saúde humana em pequenas quantidades, desempenhando papéis na antioxidante, na formação óssea e no metabolismo de colesteróis, carboidratos e aminoácidos.
“O BVR-19 representa uma mudança de paradigma no design de agentes de contraste para ressonância magnética”, disse Stylianou, que dirige o Laboratório de Descoberta de Materiais da OSU, ou MaD Lab. “Estamos substituindo metais tóxicos por metais abundantes e biocompatíveis, sem comprometer o desempenho”.
O gadolínio tem sido usado em agentes de contraste há quase 40 anos, disse ele. O corpo não metaboliza os agentes de contraste, por isso eles passam quase inalterados para os sistemas de águas residuais e são resistentes à degradação nas estações de tratamento. Seus efeitos ecotoxicológicos a longo prazo não são bem compreendidos.
Também existe risco, disse Stylianou, de retenção de gadolínio no corpo.
A maioria dos agentes é projetada para ser excretada dentro de 24 horas após a administração, mas mesmo em pacientes com função renal normal, o gadolínio pode permanecer nos tecidos por meses ou anos. A retenção não foi conclusivamente associada à doença, mas a Food and Drug Administration emitiu alertas e exige educação do paciente devido à incerteza quanto às consequências a longo prazo.
O BVR-19 é o primeiro MOF à base de manganês a incorporar L-cistina, um aminoácido biocompatível de ocorrência natural, disse Stylianou. Sua síntese ocorre em água à temperatura ambiente, sem necessidade de solventes tóxicos ou outras condições adversas, e testes mostram que permite imagens mais brilhantes e claras em doses mais baixas do que as exigidas pelos atuais agentes comercialmente disponíveis.
“Este trabalho ressalta a liderança da OSU no projeto de MOFs funcionais para aplicações médicas e ambientais e demonstra como a química verde e o design de materiais podem convergir para criar tecnologias mais seguras”, disse ele. “Ele une a química, a toxicologia e a medicina, mostrando como a colaboração entre disciplinas pode transformar descobertas fundamentais em tecnologias que melhoram diretamente a saúde humana.”
O estudante de doutorado Jacob Lessard e o estudante de graduação Dylan Pyle foram os autores do estudo. Outros membros contribuintes do MaD Lab foram o pós-doutorado Andrzej Gladysiak, o estudante de doutorado Emmanuel Musa e o estudante de graduação Jeff Bowen.
A colaboração também incluiu Robyn Tanguay, Lisa Truong e Siva Kolluri da OSU College of Agricultural Sciences e Cory Wyatt da Oregon Health & Science University.
Mais informações:
Jacob M. Lessard et al, Nanopartículas de Mn(ii)-MOF estáveis em água com alta relaxividade r1 e biocompatibilidade: um novo agente de contraste T1 MRI, Journal of Materials Chemistry B (2025). DOI: 10.1039/d5tb01711d
Fornecido pela Universidade Estadual de Oregon
Citação: Novo material pode superar os agentes atuais usados em imagens médicas (2025, 10 de novembro) recuperado em 10 de novembro de 2025 em https://medicalxpress.com/news/2025-11-material-outperform-current-agents-medical.html
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