طور باحثون إسبان مادة تباين جديدة تعتمد على تجمعات متناهية الصغر من الحديد، أظهرت قدرتها على كشف تليف القلب باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، إلى جانب إبطاء تطور التليف في نماذج من أنسجة قلب بشرية جرى تصنيعها في المختبر، ما قد يمهد مستقبلاً لوسيلة تجمع بين التشخيص والعلاج في مادة واحدة.
بديل محتمل للغادولينيوم
وقاد الدراسة فريق التكنولوجيا النانوية الجزيئية في مركز «CIC biomaGUNE» بمدينة سان سيباستيان الإسبانية، بالتعاون مع باحثين من معهد الطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية في كانتابريا.
وتعتمد المادة الجديدة على الحديد بدلاً من الغادولينيوم المستخدم على نطاق واسع في مواد التباين الخاصة بالرنين المغناطيسي، والذي تُفرض قيود على استخدامه لدى بعض المصابين بالفشل الكلوي، كما يمكن أن تبقى كميات صغيرة منه في أنسجة الجسم لفترات طويلة.
جزيئات أصغر بـ50 ألف مرة من الشعرة
وتتكون المادة من بروتين مصمم خصيصًا يحيط بتجمعات من ذرات الحديد يبلغ حجمها نحو 1.4 نانومتر، أي أصغر بنحو 50 ألف مرة من سمك شعرة الإنسان.
وبحسب الباحثين، تتميز المادة بثباتها وانخفاض سميتها للخلايا وإطلاقها كميات ضئيلة جدًا من الحديد، كما تنتج صورًا مضيئة في الرنين المغناطيسي بمستوى تباين يقارب المواد المعتمدة على الغادولينيوم.
تتراكم داخل الأنسجة المتليفة
واختبر الفريق المادة على أنسجة قلب بشرية ثلاثية الأبعاد أُنتجت باستخدام خلايا بشرية، وتحاكي عددًا من خصائص تليف القلب، من بينها تراكم الكولاجين وزيادة صلابة الأنسجة.
وأظهرت التجارب أن المادة تتجه بشكل أكبر إلى الأنسجة المتليفة وتتراكم فيها، فيما تزداد قوة الإشارة الظاهرة في صور الرنين المغناطيسي مع ارتفاع شدة التليف، ما قد يتيح مستقبلاً تقدير درجة المرض ومتابعة تطوره.
تبطئ تطور التليف
ولم تقتصر نتائج المادة على التصوير، إذ أظهرت التجارب أنها خفضت إنتاج الكولاجين وتراكمه، وساعدت على منع زيادة صلابة أنسجة القلب.
ووصف الباحثون المادة بأنها عامل «تشخيصي علاجي»، لأنها تجمع بين إظهار مواضع الضرر في القلب والتأثير في العمليات المرتبطة بتطور التليف في النماذج التي خضعت للدراسة.
لم تصل إلى المرضى بعد
وأكد الفريق أن المادة الجديدة لا تزال في المرحلة قبل السريرية، إذ جرى اختبارها حتى الآن على الخلايا وأنسجة القلب البشرية المصنعة في المختبر، ولم تُختبر على المرضى.
ومن المقرر أن تركز المراحل المقبلة على دراسة كيفية توزيع المادة والتخلص منها داخل الجسم، واختبار أدائها باستخدام أجهزة تصوير القلب الفعلية قبل الانتقال إلى الاستخدام السريري.
ونُشرت الدراسة في مجلة «Advanced Functional Materials» العلمية في 15 أكتوبر 2026، فيما أعلن مركز «CIC biomaGUNE» تفاصيل النتائج في 29 أكتوبر 2026.
Spanish researchers have developed a new contrast material based on nanoscale aggregates of iron, which has shown its ability to detect cardiac fibrosis using magnetic resonance imaging, as well as slowing the progression of fibrosis in models of human heart tissues manufactured in the laboratory, potentially paving the way for a future method that combines diagnosis and treatment in a single material.
A Potential Alternative to Gadolinium
The study was led by the molecular nanotechnology team at the "CIC biomaGUNE" center in San Sebastián, Spain, in collaboration with researchers from the Institute of Biomedical and Biotechnology in Cantabria.
The new material is based on iron instead of gadolinium, which is widely used in contrast materials for magnetic resonance imaging and has restrictions on its use in some patients with kidney failure, as small amounts of it can remain in body tissues for long periods.
Particles 50,000 Times Smaller than a Hair
The material consists of a specially designed protein that surrounds aggregates of iron atoms measuring about 1.4 nanometers, which is approximately 50,000 times smaller than the thickness of a human hair.
According to the researchers, the material is characterized by its stability, low toxicity to cells, and the release of very small amounts of iron, while producing bright images in magnetic resonance imaging with a contrast level comparable to gadolinium-based materials.
Accumulating in Fibrotic Tissues
The team tested the material on three-dimensional human heart tissues produced using human cells, mimicking several characteristics of cardiac fibrosis, including collagen accumulation and increased tissue stiffness.
The experiments showed that the material tends to accumulate more in fibrotic tissues, with the signal strength visible in magnetic resonance images increasing with the severity of fibrosis, which could potentially allow for future assessment of disease severity and monitoring its progression.
Slowing the Progression of Fibrosis
The results of the material were not limited to imaging; experiments showed that it reduced collagen production and accumulation and helped prevent increased stiffness of heart tissues.
The researchers described the material as a "diagnostic therapeutic" agent because it combines the ability to reveal areas of damage in the heart and influence processes associated with the progression of fibrosis in the studied models.
Not Yet Available for Patients
The team confirmed that the new material is still in the preclinical stage, having been tested so far on cells and human heart tissues manufactured in the laboratory, and has not yet been tested on patients.
The upcoming phases are set to focus on studying how the material distributes and is eliminated within the body, and testing its performance using actual cardiac imaging devices before moving to clinical use.
The study was published in the scientific journal "Advanced Functional Materials" on October 15, 2026, while the "CIC biomaGUNE" center announced the details of the results on October 29, 2026.
