Les polyphosphoesters, molécules contenant le phosphore comme élément central, sont facilement traçables sans avoir besoin d'agents de contraste, grâce aux développements des chercheurs de l'Université de Twente (UT). Normalement, ces molécules présentent une composition moléculaire similaire à celle de notre ADN, ce qui entraîne un « bruit » considérable dans l'image.
Les chercheurs de l'UT ont fourni une solution et développé des polymères uniques traçables par imagerie par résonance magnétique (IRM). Dr. Olga Koshkina, chef de projet au sein du groupe Sustainable Polymer Chemistry, a publié ce nouveau concept de polymères traçables dans Communications Chemistry. .
Les chercheurs ont ajusté les propriétés des polyphosphoesters (polymères spéciaux dont la structure moléculaire s'inspire de l'ADN et de l'ARN). En conséquence, les polymères ont acquis une « couleur IRM » différente, ce qui les rend plus distinctifs du fond naturel. De plus, ils présentent d'autres caractéristiques physiques d'IRM adaptées à l'imagerie.
Pour certaines applications biomédicales, les polymères doivent être retracés dans le corps, une tâche généralement accomplie par IRM. Cependant, pour imager efficacement des parties du corps par IRM, des agents de contraste toxiques sont souvent nécessaires.
L’IRM est une technique d’imagerie sans rayonnement couramment utilisée aujourd’hui dans les cliniques. Les examens médicaux par IRM nécessitent généralement des produits de contraste. Les agents de contraste cliniques actuels modifient souvent le contraste de l'eau corporelle et des tissus en employant des métaux lourds paramagnétiques tels que le gadolinium pour modifier le signal de l'eau corporelle.
Bien qu’efficace en imagerie, l’utilisation de métaux lourds suscite des inquiétudes en raison de leur accumulation dans l’organisme et dans l’environnement. L’IRM hétéronucléaire « hotspot » ne nécessite pas de métaux et détecte directement d’autres éléments actifs en IRM. Ces éléments servent de colorants IRM, créant une nouvelle couleur sur une image anatomique.
Les matériaux polymères ont un énorme potentiel dans les applications médicales, notamment dans le développement de nouvelles thérapies. Cependant, pour développer des traitements personnalisés efficaces, il est crucial de suivre les polymères in vivo. Jusqu'à présent, cela n'était possible qu'avec un marquage supplémentaire, comme la fixation de traceurs radioactifs pour l'imagerie nucléaire ou de molécules contenant du fluor (également appelées « PFAS ») pour l'IRM « hotspot ».
UT introduit un nouveau concept dans lequel les polymères peuvent être suivis sans étiquette, en utilisant directement le signal du phosphore dans la structure moléculaire du polymère.
La recherche ouvre une nouvelle voie pour des polymères traçables et durables avec l’IRM. Ils peuvent être utilisés comme nouveaux agents d’IRM, comme véhicules d’administration de médicaments ou comme biomatériaux pour la régénération tissulaire. Les chercheurs de l'Université de Twente prévoient de mener d'autres recherches fondamentales dans ce domaine et ont ouvert de nouvelles possibilités pour les polymères biodégradables et traçables.
De plus, ils travaillent actuellement à la création d'une entreprise dérivée pour garantir que cette recherche révolutionnaire puisse être appliquée à de vrais patients à long terme.
Plus d'informations : Timo Rheinberger et al, La RMN 31P en temps réel révèle différentes forces de gradient dans les copolymères polyphosphoesters en tant que nanomatériaux potentiels traçables par IRM, Chimie des communications (2023). DOI :10.1038/s42004-023-00954-x
Informations sur le journal : Chimie des communications
Fourni par l'Université de Twente
