Η φασματοσκοπία MR χαρτογραφεί τον μεταβολισμό της γλυκόζης στον εγκέφαλο χωρίς να απαιτείται ακτινοβολία – Physics World

Η χαρτογράφηση της πρόσληψης γλυκόζης στον εγκέφαλο και το σώμα παρέχει στους κλινικούς γιατρούς πληροφορίες σχετικά με τη μεταβολική δυσλειτουργία που παρατηρείται σε καταστάσεις όπως ο καρκίνος, ο διαβήτης και η νόσος του Αλτσχάιμερ. Αυτή η χαρτογράφηση εκτελείται παραδοσιακά με τη χορήγηση ραδιενεργών ουσιών που λειτουργούν ως ανάλογα γλυκόζης και μπορούν να απεικονιστούν σε ιατρικές εικόνες.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν, για παράδειγμα, ότι τα καρκινικά κύτταρα καταβροχθίζουν τη γλυκόζη περισσότερο από τα φυσιολογικά κύτταρα. Οι κλινικοί γιατροί το εκμεταλλεύονται αυτό χρησιμοποιώντας ¹⁸Απεικόνιση F-FDG-PET για τη διάγνωση και τον εντοπισμό όγκων και την αξιολόγηση των θεραπειών. Αυτή η τεχνική απεικόνισης, ωστόσο, δεν μπορεί να αξιολογήσει τους κατάντη μεταβολίτες που μπορεί να είναι σημαντικοί για τη διάγνωση και την αξιολόγηση της θεραπείας – και απαιτεί επίσης την ένεση στον ασθενή με μια ραδιενεργή ένωση.

Μια άλλη τεχνική, η φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού (MRS) με άνθρακα-13, μπορεί να ποσοτικοποιήσει τους κατάντη μεταβολίτες αλλά δεν μπορεί να τους εντοπίσει με ακρίβεια. Εν τω μεταξύ, η αναδυόμενη τεχνική της υπερπολώσεως ¹³Η απεικόνιση C-MRS δεν παρέχει πληροφορίες σχετικά με ορισμένους κατάντη μεταβολίτες, συμπεριλαμβανομένου του γλουταμικού και της γλουταμίνης. Υπερπολωμένο ¹³Η απεικόνιση C-MRS απαιτεί επίσης ενέσεις και χρησιμοποιεί εξειδικευμένο υλικό που μπορεί να μην είναι διαθέσιμο σε κλινικές ρυθμίσεις.

Ερευνητές στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης έχουν αναπτύξει τώρα μια νέα προσέγγιση για τη χαρτογράφηση του μεταβολισμού της γλυκόζης. Η τεχνική δεν βασίζεται σε ακτινοβολία ή ενέσεις, αλλά χρησιμοποιεί κλινικά διαθέσιμη μαγνητική τομογραφία (MRI) και λήψη από το στόμα διαλύματος γλυκόζης.

²H-MRS

Στην αρχική μελέτη επικύρωσης των ερευνητών, η οποία εμφανίζεται στο Ερευνητική Ακτινολογία, οι συμμετέχοντες απεικονίστηκαν με μαγνητική τομογραφία 3 Τ μετά από νηστεία όλη τη νύχτα και ξανά μετά από κατάποση διαλύματος γλυκόζης με δευτέριο (το δευτέριο, ένα σταθερό ισότοπο του υδρογόνου, δεν είναι ραδιενεργό). ο ²Η σάρωση H-MRS περιελάμβανε μια ακολουθία διάσπασης επαγωγής χωρίς ηχώ και η καταστολή του νερού πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας συμβατικό σχήμα καταστολής νερού. Μετά τη σάρωση MRS, πραγματοποιήθηκε σάρωση ανάγνωσης ηχούς ταχείας διαβάθμισης με μαγνήτιση 3D T3. Για την επεξεργασία δεδομένων χρησιμοποιήθηκε μια εσωτερική γραμμή λογισμικού.

Η ²Η προσέγγιση απεικόνισης H-MRS επέτρεψε στους ερευνητές να ποσοτικοποιήσουν την οξειδωτική και αναερόβια χρήση γλυκόζης και να αξιολογήσουν τη σύνθεση νευροδιαβιβαστών. Ωστόσο, μπορούσαν να μετρήσουν μόνο έναν περιορισμένο αριθμό δευτεριωμένων ενώσεων και χρειαζόταν εξειδικευμένο υλικό για την εκτέλεση της απεικόνισης. Έτσι, διεξήγαγαν μια μελέτη παρακολούθησης - που τώρα δημοσιεύτηκε στο Φύση Βιοϊατρική μηχανική – για να δούμε αν MRS πρωτονίου (¹H-MRS) στους 7 Τ θα παρείχε υψηλότερη ευαισθησία, χημική ειδικότητα και χωροχρονική ανάλυση από ²Απεικόνιση H-MRS.

¹H-MRS

Μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι η επισημασμένη με δευτέριο γλυκόζη προσλαμβάνεται εύκολα από τα εγκεφαλικά κύτταρα και τα δευτερόνια ενσωματώνονται στους μεταβολίτες της γλυκόζης κατάντη. Επειδή τα δευτερόνια υποκαθιστούν τα πρωτόνια στο μόριο, δεν συνεισφέρουν στο φάσμα πρωτονίων, επομένως η αύξηση των σημασμένων με δευτέριο μεταβολιτών αντανακλάται από τη μείωση των σημάτων μεταβολιτών στο ¹H-MRS.

Στο ¹Στη μελέτη H-MRS, πέντε συμμετέχοντες (τέσσερις άνδρες και μία γυναίκα) έλαβαν το διάλυμα γλυκόζης με σήμανση δευτέριου και τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα τους μετρήθηκαν πολλές φορές σε διάστημα 90 λεπτών. Οι ερευνητές ποσοτικοποίησαν το γλουταμικό οξύ, τη γλουταμίνη, το γ-αμινοβουτυρικό οξύ και τη γλυκόζη δευτεριωμένη σε συγκεκριμένες μοριακές θέσεις. Χαρτογράφησαν επίσης δευτεριωμένους και μη δευτεριωμένους μεταβολίτες. Σημειώνουν ότι η τεχνική απεικόνισης δεν απαιτεί εξειδικευμένο υλικό για να λειτουργήσει με κλινικά διαθέσιμα συστήματα.

Το βαρύ υδρογόνο παρακολουθεί το μεταβολισμό της γλυκόζης ίη νίνο

Fabian Niess, ένας ερευνητικός συνεργάτης που ασχολείται με το Φύση Βιοϊατρική μηχανική μελέτη και επικεφαλής συγγραφέας του Ερευνητική Ακτινολογία μελέτη, εξηγεί στο α δελτίο τύπου ότι η Ερευνητική Ακτινολογία Η μελέτη ήταν «ένα σημαντικό βήμα» για να αποδειχθεί ότι η προσέγγιση λειτούργησε σε συστήματα χαμηλότερου πεδίου «επειδή τα συστήματα 3 T MR είναι εξαιρετικά διαδεδομένα σε κλινικές εφαρμογές».

Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ¹Η απεικόνιση H-MRS μπορεί να διευκολύνει τις μελέτες μεταβολισμού της γλυκόζης και διεξάγουν πρόσθετη έρευνα για να επαληθεύσουν την προσέγγισή τους και τα προκαταρκτικά αποτελέσματα.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/