Llega la resonancia magnética en células

La investigación, hecha en colaboración con el CSIC y la Universidad Macquarie de Australia, ha desarrollado una nueva técnica, similar a la resonancia magnética pero con una resolución y sensibilidad mucho mayor, que permite escanear células individuales.

El trabajo, que ha sido publicado en la revista "Nature Nanotech", ha sido liderado por el doctor Romain Quidant.

Según ha informado el ICFO, la investigación ha conseguido utilizar átomos artificiales, unas partículas nanométricas de diamante dopado con una impureza de nitrógeno, para poder sondear campos magnéticos muy débiles, como los generados en algunas moléculas biológicas.

La resonancia magnética convencional registra los campos magnéticos de los núcleos atómicos del cuerpo que han sido previamente excitados por un campo electromagnético externo, y según la respuesta del conjunto de todos estos átomos se puede monitorizar y diagnosticar la evolución de ciertas enfermedades con una resolución milimétrica.

Sin embargo, en la resonancia convencional, los objetos más pequeños no tienen suficientes átomos como para poder observar la señal de respuesta.

La innovadora técnica propuesta por el ICFO mejora significativamente la resolución hasta la escala nanométrica (1.000.000 veces mayor que la milimétrica), haciendo posible medir campos magnéticos muy débiles, como los que crean las proteínas.

"Nuestro método abre la puerta a poder realizar resonancias magnéticas a células aisladas, obteniendo una nueva fuente de información para entender mejor los procesos intra-celulares y poder diagnosticar enfermedades a esta escala", ha explicado el investigador del ICFO Michael Geiselmann.

Hasta ahora sólo era posible llegar a esa resolución en el laboratorio, utilizando átomos individuales a temperaturas cercanas al cero absoluto, alrededor de -273 grados centígrados.

Los átomos individuales son estructuras muy sensibles a su entorno y tienen una gran capacidad para detectar los campos electromagnéticos cercanos, pero son tan pequeños y volátiles que se necesita enfriarlos a temperaturas próximas al cero absoluto para poder manipularlos, en un proceso muy complejo que requiere un entorno que hace inviable sus posibles aplicaciones médicas.

Sin embargo, los átomos artificiales utilizados por el equipo de Quidant están formados por una impureza de nitrógeno capturada dentro de un pequeño cristal de diamante.

"Esta impureza tiene la misma sensibilidad que un átomo individual pero es muy estable a temperatura ambiente gracias a su encapsulamiento. Esta cáscara de diamante nos permite manejar la impureza de nitrógeno en un entorno biológico y, por lo tanto, nos permite escanear células", ha argumentado Quidant.

Para poder atrapar y manipular estos átomos artificiales los investigadores utilizan luz láser, que funciona como una pinza capaz de dirigirlos por encima de la superficie del objeto a estudiar y así recibir la información de los pequeños campos magnéticos que lo conforman.

La aparición de esta nueva técnica podría revolucionar el campo del diagnóstico médico por imagen, ya que optimiza sustancialmente la sensibilidad del análisis clínico y, por lo tanto, mejora la posibilidad de detectar enfermedades con más antelación y tratarlas con más éxito.