Los investigadores del Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie FMP han encontrado un nuevo método para obtener imágenes de alta calidad en imágenes de resonancia magnética MRI, que requiere menos medio de contraste en comparación con los métodos actuales. Esto es posible mediante el uso de unEstructura proteica "elástica" que puede absorber el xenón disuelto de una manera autorregulada: cuanto mayor sea la cantidad de este gas noble, mayor será la calidad de la imagen, sin la necesidad de ajustar la cantidad de medio de contraste aplicado.
Hoy en día, la resonancia magnética MRI es un método indispensable para diagnosticar enfermedades y monitorear el curso del tratamiento. Crea imágenes seccionales del cuerpo humano sin el uso de ninguna radiación dañina. Por lo general, las moléculas de agua en el tejido están expuestasa un campo magnético fuerte. Sin embargo, la resonancia magnética es muy insensible y necesita una alta concentración de moléculas para absorber una señal utilizable. Los medios de contraste a menudo se utilizan para mejorar el diagnóstico a fin de detectar cambios específicos, como tumores más claramente.
Sin embargo, incluso con estos medios de contraste, la sensibilidad de la resonancia magnética no se puede aumentar significativamente, y muchos marcadores que se conocen de la biología celular no se pueden detectar durante las imágenes. Además de esto, la seguridad de ciertos medios de contraste que contienen el elemento gadolinio es actualmente eltema de creciente discusión. "Necesitamos métodos nuevos y mejorados en los que el menor medio de contraste posible influya en la mayor cantidad posible de la sustancia transmisora de señales, que es típicamente agua", dice el investigador del FMP Dr. Leif Schroeder. Él y su equipoahora he logrado un avance importante.
Los investigadores han estado trabajando durante algún tiempo en el desarrollo de medios de contraste basados en xenón, un gas noble inofensivo. El grupo emplea un proceso con láseres potentes en los que el xenón se magnetiza artificialmente y luego, incluso en pequeñas cantidades, genera una cantidad medibleseñales. Para detectar marcadores específicos de enfermedades celulares, el xenón debe estar unido a ellos por un corto tiempo. En cooperación con científicos del Instituto de Tecnología de California Caltech financiado por el Programa de Ciencia de Fronteras Humanas HFSP, Dr. LeifSchroeder y su equipo ahora han estudiado una nueva clase de medios de contraste que se unen al xenón de manera reversible, que son estructuras de proteínas huecas producidas por ciertas bacterias para regular la profundidad a la que flotan en el agua, similar a una vejiga natatoria en miniatura en pecespero a escala nanométrica. El grupo de investigación liderado por el socio de cooperación Mikhail Shapiro en Caltech introdujo estas llamadas "vesículas de gas" hace algún tiempo como medio de contraste MR.Todavía no se sabe qué tan bien podrían ser "cargados" con xenón.
En el estudio, que ha sido publicado en el ACS Nano diario, ambos grupos ahora describen cómo estas vesículas forman un medio de contraste ideal: pueden ajustar "elásticamente" su influencia en el xenón medido ". Las estructuras de proteínas tienen una estructura de pared porosa a través de la cual el xenón puede fluir hacia adentro y hacia afuera.medios convencionales de contraste, las vesículas de gas siempre absorben una porción fija del xenón que proporciona el medio ambiente, en otras palabras, también cantidades mayores si se proporciona más Xe ", informa el Dr. Leif Schröder. Esta característica puede emplearse en el diagnóstico por IRM,porque se debe usar más xenón para obtener mejores imágenes. La concentración de un medio de contraste convencional también necesitaría ser ajustada para lograr un cambio en la señal para todos los átomos de xenón. Las vesículas de gas, por otro lado, automáticamentellenar con más xenón cuando el medio ambiente lo ofrece.
"Actúan como una especie de globo, al que está conectada una bomba externa. Si el globo está 'inflado' por átomos de xenón que fluyen hacia la vesícula de gas, su tamaño no cambia, pero la presión aumenta, similar aun tubo de neumático de bicicleta ", explica el Dr. Leif Schroeder. Debido a que pasa mucho más xenón a las vesículas que con los medios de contraste convencionales, los átomos de xenón pueden leerse mucho mejor después de haber salido de la vesícula nuevamente y mostrar una señal cambiada.De esta forma, el contraste de la imagen es muchas veces mayor que el ruido de fondo, mientras que la calidad de la imagen mejora significativamente. Estos medios de contraste también pueden usarse para identificar marcadores de enfermedades que ocurren en concentraciones relativamente bajas.
Durante el curso posterior de la cooperación, los dos grupos tienen la intención de probar estos medios de contraste en estudios iniciales en animales. El comportamiento recientemente descubierto será una ventaja decisiva para utilizar estos medios de contraste muy sensibles en los tejidos vivos también. Dr.Leif Schroeder y su equipo pudieron hacer las primeras imágenes de resonancia magnética con concentraciones de partículas un millón de veces más bajas que las de los medios de contraste actualmente empleados.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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