La poussière de diamant brille en imagerie par résonance magnétique
Alternative potentielle à l'agent de contraste largement utilisé, le gadolinium
Une découverte inattendue a surpris un scientifique de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents de Stuttgart : des particules de diamant de taille nanométrique, destinées à un tout autre usage, ont brillé lors d'une expérience d'Imagerie par résonance magnétique - beaucoup plus que l'agent de contraste proprement dit, le gadolinium, un métal lourd. La poussière de diamant pourrait-elle, outre son utilisation dans l'administration de médicaments pour traiter les cellules tumorales, devenir un jour un nouvel agent de contraste utilisé pour l'IRM ? L'équipe de recherche vient de publier sa découverte dans la revue Advanced Materials.
Certaines des plus grandes découvertes du monde sont le fruit d'un accident. Si la découverte du potentiel de la poussière de diamant en tant que futur agent de contraste pour l'IRM ne sera peut-être jamais considérée comme un tournant dans l'histoire de la science, ses propriétés d'amélioration du signal constituent néanmoins une découverte inattendue qui pourrait ouvrir de nouvelles possibilités : La poussière de diamant brille même après plusieurs jours d'injection. Cela signifie-t-il qu'elle pourrait peut-être un jour devenir une alternative à l'agent de contraste largement utilisé qu'est le gadolinium ?
Ce métal lourd est utilisé en clinique depuis plus de 30 ans pour détecter des tumeurs, des inflammations ou des anomalies vasculaires. Il améliore la luminosité de l'image des zones affectées. Cependant, lorsqu'il est injecté dans la circulation sanguine d'un patient, le gadolinium se déplace non seulement vers le tissu tumoral, mais aussi vers les tissus sains environnants. Il est retenu dans le cerveau et les reins, persistant des mois, voire des années après la dernière administration. Les effets à long terme sur le patient ne sont pas encore connus. Le gadolinium provoque également un certain nombre d'autres effets secondaires. La recherche d'une alternative est en cours depuis des années.
La poussière de diamant, un matériau à base de carbone, pourrait-elle devenir une alternative bien tolérée grâce à une découverte inattendue faite dans un laboratoire de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents à Stuttgart ?
Le Dr Jelena Lazovic Zinnanti travaillait sur une expérience utilisant des particules de diamant de taille nanométrique dans un but tout à fait différent. La chercheuse, qui dirige le Central Scientific Facility Medical Systems au MPI-IS, a été surprise lorsqu'elle a placé les particules de 3 à 5 nanomètres dans de minuscules capsules de gélatine destinées à l'administration de médicaments. Elle voulait que ces capsules se rompent sous l'effet de la chaleur. Elle a supposé que la poussière de diamant, avec sa grande capacité thermique, pourrait l'aider.
"J'avais l'intention d'utiliser la poussière uniquement pour chauffer les capsules contenant le médicament", se souvient Jelena. "J'ai utilisé du gadolinium pour suivre la position des particules de poussière. Je voulais savoir si les capsules contenant des diamants se réchaufferaient mieux. Lors des tests préliminaires, je me suis sentie frustrée parce que le gadolinium s'échappait de la gélatine, tout comme il s'échappe de la circulation sanguine dans les tissus d'un patient. J'ai donc décidé de ne pas utiliser le gadolinium. Lorsque j'ai pris des images IRM quelques jours plus tard, j'ai été surpris de constater que les capsules étaient encore brillantes. C'est intéressant, me suis-je dit ! La poussière de diamant semblait avoir de meilleures propriétés d'amélioration du signal que le gadolinium. Je ne m'attendais pas à cela".
Jelena a approfondi ces résultats en injectant la poussière de diamant dans des embryons de poulet vivants. Elle a découvert qu'alors que le gadolinium se diffuse partout, les nanoparticules de diamant restaient dans les vaisseaux sanguins, ne s'échappaient pas et brillaient ensuite à l'IRM, tout comme elles l'avaient fait dans les capsules de gélatine. D'autres scientifiques avaient publié des articles montrant comment ils utilisaient des particules de diamant liées au gadolinium pour l'imagerie par résonance magnétique, mais personne n'avait jamais montré que la poussière de diamant elle-même pouvait être un agent de contraste.
Deux ans plus tard, Jelena est devenue l'auteur principal d'un article publié dans Advanced Materials.
"La raison pour laquelle la poussière de diamant brille dans notre IRM reste un mystère pour nous", explique Jelena, qui a travaillé avec le professeur Metin Sitti et des chercheurs du département d'intelligence physique du MPI-IS, ainsi qu'avec le docteur Eberhard Goering de l'institut voisin du MPI-IS, le MPI pour la recherche sur les états solides. Elle ne peut que supposer la raison des propriétés magnétiques de la poussière : "Je pense que les minuscules particules contiennent des carbones légèrement paramagnétiques. Les particules peuvent présenter un défaut dans leur réseau cristallin, ce qui les rend légèrement magnétiques. C'est pourquoi elles se comportent comme un agent de contraste T1 tel que le gadolinium. En outre, nous ne savons pas si la poussière de diamant pourrait être toxique, ce qui devra être examiné attentivement à l'avenir".
Si la poussière de diamant s'avère sûre et bien tolérée par les patients, Jelena pense qu'elle pourrait devenir un nouvel agent de contraste pour les futures IRM, où elle serait déposée dans les tissus présentant une vascularisation anormale, comme les tumeurs, mais pas dans les tissus sains.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités du secteur des sciences de la vie
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée aux biotechnologies, au secteur pharmaceutique et aux sciences de la vie vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
