L'Institut de Ciències Fotòniques desenvolupa una innovadora tècnica per escanejar cèl·lules
Científics del centre ubicat al campus de la UPC a Castelldefels han aconseguit desenvolupar àtoms artificials per fer ressonàncies magnètiques en cèl·lules a escala molecular, el que podria revolucionar el camp del diagnòstic mèdic per la imatge
Última modificació:
La investigació, feta en col·laboració amb el CSIC i la Universitat Macquarie d'Austràlia, ha desenvolupat una nova tècnica, similar a la ressonància magnètica però amb una resolució i sensibilitat molt més gran, que permet escanejar cèl · lules individuals.
El treball, que ha estat publicat a la revista "Nature Nanotech", ha estat liderat pel doctor Romain Quidant.
Segons ha informat l'ICFO, la investigació ha aconseguit utilitzar àtoms artificials, unes partícules nanomètriques de diamant dopat amb una impuresa de nitrogen, per poder sondejar camps magnètics molt febles, com els generats en algunes molècules biològiques.
La ressonància magnètica convencional registra els camps magnètics dels nuclis atòmics del cos que han estat prèviament excitats per un camp electromagnètic extern, i segons la resposta del conjunt de tots aquests àtoms es pot monitoritzar i diagnosticar l'evolució de certes malalties amb una resolució mil·limètrica.
No obstant això, en la ressonància convencional, els objectes més petits no tenen suficients àtoms com per poder observar el senyal de resposta.
La innovadora tècnica proposada per l'ICFO millora significativament la resolució fins l'escala nanomètrica (1.000.000 vegades més gran que la mil · limètrica), fent possible mesurar camps magnètics molt febles, com els que creen les proteïnes.
"El nostre mètode obre la porta a poder realitzar ressonàncies magnètiques a cèl·lules aïllades, obtenint unanova font d'informació per entendre millor els processos intra-cel·lulars i poder diagnosticar malalties a aquesta escala", ha explicat l'investigador de l'ICFO Michael Geiselmann.
Fins ara només era possible arribar a aquesta resolució en el laboratori, utilitzant àtoms individuals a temperatures properes al zero absolut, al voltant de - 273 graus centígrads.
Els àtoms individuals són estructures molt sensibles al seu entorn i tenen una gran capacitat per detectar els camps electromagnètics propers, però són tan petits i volàtils que es necessita refredar a temperatures properes al zero absolut per poder manipular-los, en un procés molt complex que requereix un entorn que fa inviable seves possibles aplicacions mèdiques.
No obstant això, els àtoms artificials utilitzats per l'equip de Quidant estan formats per una impuresa de nitrogen capturada dins d'un petit cristall de diamant.
"Aquesta impuresa té la mateixa sensibilitat que un àtom individual però és molt estable a temperatura ambient gràcies al seu encapsulament. Aquesta closca de diamant ens permet gestionar la impuresa de nitrogen en un entorn biològic i, per tant, ens permet escanejar cèl·lules", ha argumentat Quidant.
Per poder atrapar i manipular aquests àtoms artificials els investigadors utilitzen llum làser, que funciona com una pinça capaç de dirigir per sobre de la superfície de l'objecte a estudiar i així rebre la informació dels petits camps magnètics que el conformen.
L'aparició d'aquesta nova tècnica podria revolucionar el camp del diagnòstic mèdic per imatge, ja que optimitza substancialment la sensibilitat de l'anàlisi clínic i, per tant, millora la possibilitat de detectar malalties amb més antelació i tractar-les amb més èxit.