En un nuevo estudio publicado en Scientific Reports, un equipo dirigido por Brent Wagner, MD, MS, profesor asociado en el Departamento de Medicina Interna de la UNM, describe el uso de la microscopía electrónica para detectar pequeños depósitos de gadolinio en los riñones de las personas a las que se les había inyectado con agentes de contraste antes de sus resonancias magnéticas.
“Estas son nanopartículas”, dijo Wagner. "En realidad, están formando nano material dentro de estas células". Los agentes de contraste a base de gadolinio se introdujeron por primera vez en la década de 1990 cuando los estudios de resonancia magnética se volvieron más rutinarios. El gadolinio se alinea con el poderoso campo magnético de un escáner de resonancia magnética, lo que genera imágenes más nítidas, pero debido a su toxicidad, el metal debe estar fuertemente unido a las moléculas quelantes para que pueda filtrarse a través de los riñones y eliminarse.
Pero los investigadores han descubierto que algunos átomos de gadolinio pueden filtrarse de los agentes de contraste a los riñones y otros tejidos, dijo Wagner. El efecto se encontró tanto en roedores como en humanos, dijo.
Los agentes de contraste que contienen gadolinio se usan en alrededor del 50% de las resonancias magnéticas, dijo Wagner. Una pregunta importante es por qué algunas personas desarrollan la enfermedad, pero la mayoría de las personas expuestas nunca presentan síntomas negativos.
Una preocupación adicional es que el gadolinio parece estar llegando al medio ambiente. Debido a que el agente de contraste de la resonancia magnética se expulsa a través de la orina, se libera en los sistemas de alcantarillado, pero las plantas de tratamiento de aguas residuales no están equipadas para eliminarlo.
Introducción
Las propiedades de los agentes de contraste para imágenes por resonancia magnética (IRM) se basan en un metal de tierras raras, el gadolinio. Debido a que el gadolinio es tóxico, los agentes de contraste para imágenes por resonancia magnética son quelatos de ácido aminopolicarboxílico patentados diseñados para unir el metal con fuerza y mejorar la eliminación renal. Las complicaciones de los agentes de contraste de MRI incluyen encefalopatía por gadolinio, lesión renal aguda, enfermedad por depósito de gadolinio/síntomas asociados con la exposición al gadolinio (SAGE) y fibrosis sistémica 'nefrogénica'. La exposición a cualquier clase de agente de contraste de resonancia magnética conduce a la retención a largo plazo de gadolinio. Se ha encontrado gadolinio residual de la exposición al agente de contraste de resonancia magnética en todos los órganos vitales, incluido el cerebro, tanto en pacientes como en modelos animales. La orina puede contener gadolinio años después de la exposición a agentes de contraste de resonancia magnética.
Nuestros modelos de roedores demostraron la formación de nanopartículas ricas en gadolinio en el riñón y la piel después del tratamiento sistémico con agente de contraste de resonancia magnética. Se han encontrado densidades ricas en gadolinio en el citoplasma neuronal y en los núcleos de los cerebros de personas expuestas a agentes de contraste de resonancia magnética durante el curso de la atención de rutina. Los mecanismos nanotoxicológicos de la enfermedad inducida por gadolinio son poco conocidos. Nuestra comprensión de las complicaciones inducidas por contraste de resonancia magnética está lejos de ser completa. Estos estudios se realizaron para caracterizar la composición de los minerales ricos en gadolinio intracelular que se forman después del tratamiento sistémico con agentes de contraste para resonancia magnética.
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El inicio de la metalosis de tierras raras comienza con nanopartículas renales ricas en gadolinio de la exposición a agentes de contraste de imágenes de resonancia magnética. Resumen Los leitmotivs de las complicaciones inducidas por el agente de contraste de resonancia magnética (MRI) van desde lesión renal aguda, síntomas asociados con la exposición al gadolinio (SAGE)/enfermedad por depósito de gadolinio, encefalopatía por gadolinio potencialmente mortal y fibrosis sistémica irreversible. El gadolinio es el ingrediente activo de estos agentes de contraste, un metal lantánido no fisiológico. Se desconocen los mecanismos de las enfermedades inducidas por agentes de contraste de resonancia magnética. Los ratones fueron tratados con un agente de contraste de MRI. Se obtuvieron y analizaron tejidos de riñón humano de pacientes sin tratamiento previo con contraste y tratados con agente de contraste para resonancia magnética. Los riñones (humanos y de ratón) se evaluaron con microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de transmisión de barrido con espectroscopía de dispersión de energía de rayos X. El tratamiento con agente de contraste de resonancia magnética resultó en vesículas unilaminares y mitocondriopatía en el epitelio renal. Los precipitados intracelulares densos en electrones y el borde exterior de las gotitas de lípidos eran ricos en gadolinio y fósforo. Concluimos que los agentes de contraste de MRI no son fisiológicamente inertes. La seguridad a largo plazo de estos complejos metal-ligando sintéticos, especialmente con el uso repetido, debe estudiarse más a fondo. |
Discusión y conclusiones
Nuestros resultados sugieren que el gadolinio se desquela de las formulaciones de agentes de contraste de MRI in vivo y se metaboliza en nanopartículas intracelulares mineralizadas. Las altas concentraciones de fósforo (y oxígeno) sugieren que las nanopartículas contienen GdPO4 insoluble (y quizás Gd2O3/Gd (OH)3) o un mineral más complejo/heterogéneo. El depósito de fósforo es desconocido. La abundancia de fósforo en los lípidos y la respuesta sistémica al gadolinio sugieren que la lixiviación de las membranas intracelulares puede ser un mecanismo.
El gadolinio no es un elemento fisiológico. Es razonable suponer que la lesión renal iatrogénica, la fibrosis sistémica, las placas dérmicas y la SAGE forman parte de un espectro de trastornos que resultan de la retención de un metal lantánido tóxico. La nanotoxicidad es, sin duda, un mediador de las complicaciones de los agentes de contraste en la RM. La descomposición diferencial de los agentes de contraste de MRI puede explicar la susceptibilidad a las complicaciones.