Verbetering van de diagnose van atherosclerose met behulp van ultrakleine calciumcarbonaatnanodeeltjes

Atherosclerose wordt gekenmerkt door de verharding van bloedvaten, vooral bepaalde slagaders, als gevolg van de lokale ophoping van vezels en lipiden (voornamelijk cholesterol) in de binnenwand van een slagader, waardoor deze smaller wordt. Het is een complexe ziekte die levensbedreigende gebeurtenissen kan veroorzaken, zoals een hartinfarct en ischemische beroerte.

Ondanks de ernst van deze ziekte ontberen conventionele diagnostische protocollen specificiteit en slagen ze er niet in het type atherosclerotische laesie of het risico op plaqueruptuur te voorspellen.

Zoals de CIC biomaGUNE Ikerbasque onderzoeksprofessor Jesús Ruiz-Cabello uitlegde: “het diagnosticeren van de kwetsbaarheid van plaques blijft een uitdaging vanwege het gebrek aan effectieve diagnostische hulpmiddelen. Om dit probleem aan te pakken, zijn technologieën, zoals de niet-invasieve medische beeldvorming van atherosclerotische plaques met behulp van op maat gemaakte nanotechnologieoplossingen, nodig. Maar vanwege de porositeit van de plaque blijft het verkrijgen van beelden met behulp van nanodeeltjes een moeilijke taak.”

Een CIC biomaGUNE-team onder leiding van Ruiz-Cabello heeft samen met Ikerbasque-onderzoeksprofessor Susana Carregal –beide leden van het biomedische onderzoeksnetwerkcentrum CIBERES– contrastmiddelen ontwikkeld om de selectieve moleculaire beeldvorming van atherosclerotische plaques te bereiken met behulp van ultrakleine amorfe calciumcarbonaatnanodeeltjes. Calciumcarbonaat (CaCO3) is een veilig, biocompatibel materiaal met een lange geschiedenis van gebruik in textiel, cosmetica en voedingsmiddelen.

In dit werk, gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nanovergeleek het team verschillende nanodeeltjes die specifiek waren ontworpen voor verschillende kenmerken van atherosclerose (zoals verkalking of ontsteking), die nuttige informatie verschaffen over de fase of fase van plaqueontwikkeling.

“We zijn erin geslaagd de biologische interacties en het contrast van deze nanodeeltjes te moduleren voor verschillende beeldvormingstechnieken, waaronder magnetische resonantiebeeldvorming, door hun fysisch-chemische eigenschappen zorgvuldig te ontwerpen, ” zei Carregal. “Ons werk toont aan dat Gd(III)-gedoteerde amorfe calciumcarbonaatnanodeeltjes een effectief hulpmiddel zijn vanwege hun hoge magnetische resonantiecontrast en fysisch-chemische eigenschappen.”

De nieuwigheid en impact van het werk ligt in de combinatie van materiaalkunde, moleculaire beeldvorming en biogeneeskunde om veilige, biocompatibele contrastmiddelen met geavanceerde eigenschappen voor magnetische resonantiebeeldvorming te ontwerpen.

“Onze resultaten demonstreren het potentieel van deze eenvoudige maar baanbrekende nanosonde, die zou kunnen inspireren tot nieuwe ontwerpen van contrastmiddelen voor atherosclerose en andere soorten ziekten, en de mogelijkheid zou bieden om nieuwe theranostische middelen te formuleren (die zowel voor therapeutische als diagnostische doeleinden kunnen worden gebruikt). ),’ concludeerden ze.