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Os cientistas descobriram um novo uso para o cobre no design do agente de contraste de ressonância magnética (MRI), que pode ajudar a criar imagens melhores que ajudam os médicos a diagnosticar as condições dos pacientes com mais facilidade e segurança.
Os pesquisadores descobriram um novo sítio de ligação à proteína de cobre, que não ocorre na natureza, que tem potencial real para uso em agentes de contraste de ressonância magnética usados para melhorar a visibilidade das estruturas internas do corpo em exames.
A descoberta derruba a sabedoria médica convencional de que o cobre não é adequado para uso em agentes de contraste de ressonância magnética e pode ajudar a desenvolver novos agentes de imagem com potencialmente menos riscos e efeitos colaterais do que os existentes com agentes de contraste comumente usados.
Pesquisadores das Universidades de Birmingham e St Andrews, bem como da Diamond Light Source, publicaram suas descobertas em PNAS depois de criar um local de cobre biológico altamente elusivo ligado a átomos doadores de oxigênio dentro de um andaime de proteína.
Os especialistas descobriram que a nova estrutura exibia níveis altamente eficazes de relaxamento – a capacidade de um agente de contraste influenciar os tempos de relaxamento dos prótons, o que ajuda a criar imagens mais claras e informativas durante uma ressonância magnética.
A co-autora Dra. Anna Peacock, Leitora em Química Bioinorgânica da Universidade de Birmingham, comentou: “Preparamos um sítio de ligação de cobre novo para a biologia que mostra um potencial real para uso em agentes de contraste e desafia o dogma existente de que o cobre é inadequado para uso em ressonância magnética”.
“Apesar do cobre ser largamente desconsiderado para uso em agentes de contraste de ressonância magnética, nosso sítio de ligação demonstrou exibir capacidades de agente de contraste extremamente promissoras, com relaxividades iguais e superiores aos agentes Gd(III) usados rotineiramente em ressonância magnética clínica. Nossa descoberta mostra uma abordagem poderosa para acessar novas ferramentas ou agentes para aplicativos de imagem.”
Os pesquisadores observam que agentes de imagem baseados em cobre também podem ser usados em exames de tomografia por emissão de pósitrons (PET), que produzem imagens tridimensionais detalhadas do interior do corpo.
Seu estudo mostra que o uso de uma bobina enrolada artificial para criar o local de cobre dentro de um andaime de proteína alcançou função e desempenho normalmente não associados ao cobre.
“Sítios metálicos que não fazem parte do repertório da biologia são vitais para fornecer aos projetistas de proteínas uma caixa de ferramentas expandida de produtos químicos que eles podem usar para projetar novos sistemas funcionais, como os promissores recursos de imagem relatados aqui”, acrescentou o Dr. Peacock.
“Isso abre aplicações além do que a biologia é atualmente capaz e mostra algumas das vantagens de usar estruturas de proteínas em miniatura simples como um meio com o qual podemos projetar novos, e talvez atualmente desconhecidos, locais de ligação de metal”.
Nos scanners de ressonância magnética, as seções do corpo são expostas a um forte campo magnético, fazendo com que os núcleos de hidrogênio da água nos tecidos sejam polarizados na direção do campo magnético. A magnitude da polarização de spin detectada é usada para formar a imagem de RM, mas decai com uma constante de tempo característica conhecida como tempo de relaxamento T1.
Os prótons da água em diferentes tecidos têm diferentes valores de T1, que é uma das principais fontes de contraste nas imagens de RM. Um agente de contraste geralmente encurta, mas em alguns casos aumenta, o valor de T1 de prótons de água próximos – alterando o contraste na imagem e melhorando a visibilidade das estruturas internas do corpo, com os compostos mais usados sendo agentes de contraste à base de gadolínio (GBCAs) .
Gadolínio (na forma de Gd3+) é frequentemente usado como agente de contraste, mas há preocupações ambientais e de segurança do paciente, tornando a exploração de novos agentes de contraste uma área de pesquisa importante e ativa. Embora mais trabalho precise ser feito para garantir a estabilidade deste novo sítio de proteína de cobre, os autores do estudo acreditam que seu trabalho é um primeiro passo promissor para projetar novos agentes de contraste à base de cobre para exames de ressonância magnética clínica.
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