La poussière de diamant, en plus de son utilisation dans l'administration de médicaments pour traiter les cellules tumorales, pourrait-elle un jour devenir un nouvel agent de contraste utilisé pour l'IRM ? L'équipe de recherche a maintenant publié sa découverte dans Advanced Materials. .

Certaines des plus grandes découvertes du monde se sont produites par hasard. Même 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 brillamment même après des jours d'utilisation. étant injecté. Cela signifie-t-il qu'il pourrait peut-être un jour devenir une alternative au gadolinium, un produit de contraste largement utilisé ?

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 touchées. Cependant, lorsqu'il est injecté dans la circulation sanguine d'un patient, le gadolinium se déplace non seulement vers les tissus tumoraux mais également vers les tissus sains environnants.

Il est retenu dans le cerveau et les reins et persiste 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 tolérable grâce à une découverte inattendue faite dans un laboratoire de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents de Stuttgart ?

Le Dr Jelena Lazovic Zinnanti travaillait sur une expérience utilisant des particules de diamant de taille nanométrique dans un but totalement différent. La chercheuse scientifique, qui dirige le Centre scientifique central des systèmes médicaux du MPI-IS, a été surprise lorsqu'elle a mis les particules de 3 à 5 nanomètres dans de minuscules capsules d'administration de médicaments en gélatine. Elle voulait que ces capsules se brisent lorsqu'elles sont exposées à la chaleur. Elle a supposé que la poussière de diamant, avec sa capacité thermique élevée, pourrait aider.

"J'avais l'intention d'utiliser la poussière uniquement pour réchauffer les capsules contenant le médicament", se souvient Jelena. "J'ai utilisé du gadolinium pour suivre la position des particules de poussière. J'avais l'intention de savoir si les capsules contenant des diamants chaufferaient mieux. Lors des tests préliminaires, j'étais frustré, car le gadolinium s'échappait de la gélatine, tout comme il s'en échappait. de la circulation sanguine dans les tissus d'un patient.

"J'ai décidé de laisser le gadolinium de côté. Lorsque j'ai pris des images IRM quelques jours plus tard, à ma grande surprise, les capsules étaient encore brillantes. Wow, c'est intéressant, ai-je pensé ! La poussière de diamant semblait avoir de meilleures propriétés d'amélioration du signal que le gadolinium. Je ne m'attendais pas à ça."

Jelena a poussé ces découvertes plus loin en injectant de la poussière de diamant dans des embryons de poulet vivants. Elle a découvert que même si le gadolinium se diffuse partout, les nanoparticules de diamant restent dans les vaisseaux sanguins, ne s'échappent pas et brillent plus tard à l'IRM, tout comme elles l'avaient fait dans les capsules de gélatine.

Alors que d'autres scientifiques avaient publié des articles montrant comment ils utilisaient des particules de diamant attachées au gadolinium pour l'imagerie par résonance magnétique, personne n'avait jamais démontré 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 désormais publié dans Advanced Materials. .

"La raison pour laquelle la poussière de diamant brille dans notre IRM reste encore 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 et avec le Dr Eberhard Goering du MPI-IS. " l'institut voisin, le MPI pour la Recherche sur le Solide. 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 avoir un défaut dans leur réseau cristallin, les rendant légèrement magnétiques. C'est pourquoi elles se comportent comme un agent de contraste T1 tel que le gadolinium. De plus, nous ne savons pas si la poussière de diamant pourrait être potentiellement toxique, ce qui devra être soigneusement examiné à l'avenir."

Si la poussière de diamant s'avère sûre et bien tolérée par les patients, Jelena pense qu'elle pourrait devenir une nouvelle option d'agent de contraste pour les futures IRM, où elle se déposerait dans les tissus présentant un système vasculaire anormal, tels que les tumeurs, mais pas dans tissu sain.